automação industrial formador

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MODULFORM MODU MODU LFORM LFORM MODU MODU MODU COMUNIDADE EUROPEIA Fundo Social Europeu Automação Industrial Automação Industrial Automação Industrial Guia do Formador

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automação

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    COMUNIDADE EUROPEIAFundo Social Europeu

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialGuia do Formador

  • M.T

    .02

    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Copyright, 2003Todos os direitos reservados

    IEFP

    Nenhuma parte desta publicao pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma ou processo,sem o consentimento prvio, por escrito, do IEFP.

    Produo apoiada pelo Programa Operacional Formao Profissional e Emprego, co-financiado pelo Estado Portugus, epela Unio Europeia, atravs do FSE

    Coleco MODULFORM - Formao Modular

    Ttulo Automao Industrial

    Suporte Didctico Guia do Formador

    Coordenao Tcnico-Pedaggica IEFP - Instituto do Emprego e Formao ProfissionalDepartamento de Formao ProfissionalDireco de Servios de Recursos Formativos

    Apoio Tcnico-Pedaggico CENFIM - Centro de Formao Profissional da IndstriaMetalrgica e Metalomecnica

    Coordenao do Projecto ISQ - Instituto de Soldadura e QualidadeDireco de Formao

    Autor Severino Raposo

    Capa SAF - Sistemas Avanados de Formao, SA

    Maquetagem e Fotocomposio ISQ / Alexandre Almeida

    Reviso OMNIBUS, LDA

    Montagem BRITOGRFICA, LDA

    Impresso e Acabamento BRITOGRFICA, LDA

    Propriedade Instituto do Emprego e Formao ProfissionalAv. Jos Malhoa, 11 1000 Lisboa

    1. Edio Portugal, Lisboa, Setembro de 2003

    Tiragem 100 Exemplares

    Depsito Legal

    ISBN

  • Guia do Formador

    Fr.S

    .03

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    Recurso a diapositivosou transparncias

    Recurso a software

    Recurso a videograma

    Actividades / Avaliao

    Destaque

    ndice

    Objectivos

    Resumo

    Bibliografia

    Caso de estudoou exemplo

    Conhecimentosprvios

    Interligaes

    Visita de Estudo

  • Guia do Formador

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    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial IG . 1IG . 1IG . 1IG . 1IG . 1

    ndice Geral

    NDICE GERAL

    A - APRESENTAO GLOBAL DO MDULO

    Objectivos globais AGM.1 Conhecimento prvios AGM.1 Campo de aplicao AGM.1 Perfil do formador AGM.2 Plano do mdulo AGM.3 Metodologia recomendada AGM.3 Recursos didcticos AGM.4 Bibliografia AGM.5

    B - EXPLORAO PEDAGGICA DAS UNIDADESTEMTICAS

    I. INTRODUO AUTOMAO INDUSTRIAL

    Resumo I.1 Plano das sesses I.2 Actividades / Avaliao I.3 Apresentao das transparncias propostas para utilizao I.5

    II. CIRCUITOS LGICOS

    Resumo II.1 Plano das sesses II.2 Actividades / Avaliao II.3 Apresentao das transparncias propostas para utilizao II.11

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    IG . 2IG . 2IG . 2IG . 2IG . 2

    ndice Geral

    III. DISPOSITIVOS DE COMANDO E POTNCIA

    Resumo III.1 Plano das sesses III.2 Actividades / Avaliao III.4 Apresentao das transparncias propostas para utilizao III.6

    C - AVALIAO

    PR - TESTE

    TESTE

    RESOLUO DO PR - TESTE

    RESOLUO DO TESTE

    ANEXO - TRANSPARNCIAS

  • Guia do Formador

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    A - Apresentao Globaldo Mdulo

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    A - Apresentao Global do MduloA - Apresentao Global do MduloA - Apresentao Global do MduloA - Apresentao Global do MduloA - Apresentao Global do Mdulo

  • Guia do Formador

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    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial AGM . 1

    Apresentao Global do Mdulo

    No final deste mdulo, os formandos devero estar aptos a:

    Definir Automao Industrial;

    Identificar os diferentes nveis de Automao Industrial;

    Identificar os principais elementos constituintes da Automao:- Circuitos lgicos,

    - Dispositivos de Comando e Potncia,

    - Actuadores,

    - Sensores e Autmatos.

    Neste mdulo trata-se o tema Automao Industrial e os seus respectivos nveis,abordando-se todos os seus elementos constituintes: Circuitos lgicos,dispositivos de comando e potncia, actuadores, sensores e autmatos.

    Faz-se sempre que possvel a interligao com situaes prticas. Os temasabordados permitiro ao formando adquirir maior capacidade para resolver eprojectar as situaes que se lhe deparam no seu dia-a-dia de trabalho.

    OBJECTIVOS GLOBAIS

    CONHECIMENTOS PRVIOS

    Mdulo(s)obrigatrio(s)

    Electrotcnia Industrial

    Saberes prvios

    - Interpretao de esque-mas elctricos.

    - Conhecimento de lgicabooleana.

    Mdulo(s)aconselhado(s)

    Iniciao informtica

    Saberes desejveis

    - Conhecimentos bsicosem informtica.

    - Conhecimentos de in-gls tcnico.

    CAMPO DE APLICAO

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    AGM . 2

    Apresentao Global do Mdulo

    Competncia pedaggica

    Domnio de conhecimentos,tcnicas e atitudes facilitadoras deaquisio e integrao, por partedos formandos, de saberes gerais,saberes tcnicos (prticos etericos) e de comportamentos.

    Aquisio

    Curso de formao pedaggicade formadores;

    Certificado de AptidoPedaggica;

    Experincia de formao comjovens de nvel II e III procurado 1. emprego.

    PERFIL DO FORMADOR

    Competncia tcnica

    - Conhecimentos comprovadosem Automao Industrialadquiridos em contacto directocom aspectos industriais.

    Aquisio

    Licenciatura em engenhariaElectrnica.

    Ou licenciatura em engenhariaMecatrnica.

  • Guia do Formador

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    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial AGM . 3

    Apresentao Global do Mdulo

    PLANO DO MDULO

    Unidades Temticas Durao Indicativa(horas)

    I. Introduo 2h30I. automao industrial

    II. Circuitos lgicos 24h00

    III. Dispositivos de 9h00III. comando e potncia

    35h30

    Objectivos

    Definir o que a automao.

    Enumerar os nveis de automao.

    Identificar os principais componentes da automao.

    Definir circuitos combinatrios.

    Identificar circuitos sequenciais.

    Projectar circuitos lgicos.

    Identificar o que so dispositivos de comando e po-tncia.

    Enumerar e identificar os tipos mais comuns destesdispositivos.

    Interpretar esquemas de aplicao desses dispo-sitivos.

    Total:

    METODOLOGIA RECOMENDADA

    De acordo com o desenvolvimento proposto em cada plano de sesso, deveproceder-se da seguinte forma:

    No incio de cada tema dever efectuar-se uma exposio genrica de todosos pontos do tema, dos seus objectivos e dos resultados esperados;

    As sesses compreendero a exposio da matria conforme o Manual doFormando, e a resoluo de casos prticos manualmente ou com recurso acomputadores;

    Os exemplos descritos ao longo das vrias Unidades Temticas devem serresolvidos no quadro pelo formador;

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    AGM . 4

    Apresentao Global do Mdulo

    Todos os exerccios propostos devem ser resolvidos pelos formandosindividualmente ou em grupos compostos por 2 ou 3 elementos. A soluode cada caso deve ser apresentada pelo formando ou por uma das equipasde formandos, que nomear um porta-voz para apresentar e defender a soluopreconizada;

    Quando os exerccios propostos so questes, cada grupo poder apresentaras suas solues e submet-las discusso dos restantes grupos, de formaa suscitar maior participao;

    No fim de cada sesso, sempre que se justifique, dever ser apresentadauma sntese do trabalho programado para a sesso seguinte.

    Material didctico

    Transparncias.

    Equipamento

    Retroprojector (com uma lmpada sobressalente);

    Projector Multimdia;

    Marcadores (4 cores);

    Quadro de conferncia;

    Quadro cermico.

    Computador PIV 2.0GHZ (min), 256 Mbytes, 40 Gbytes disco para correr oprograma de simulao de circuitos lgicos:

    Mdulo de laboratrio digital (com alimentao, sadas e entradas digitais,clock, placa de teste de circuitos e display).

    Circuitos gerais TTL e CMOS;

    Analizadores lgicos;

    Multmetros e ociloscpio;

    Contadores, dijuntores, temporizadores, programadores, rels de vrios tipos,variador de velocidade DC e variador AC, arrancador estrela-tringulo.

    Variador de velocidade e motor AC assncrono.

    RECURSOS DIDCTICOS

  • Guia do Formador

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    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial AGM . 5

    Apresentao Global do Mdulo

    BOSSI, Antnio e Esio Sesto, Instalaes elctricas, Hemus livraria editora,1978.

    FITZGERALD, Kingsley, Umans, Electric Machinery, McGraw-Hill, 1985.

    MILMAN - Halkias, Microelectronics, McGraw-Hill, 1990.

    OLDELFT - Sensor laser system, 1991.

    PAPENKORT, Diagramas elctricos de comando e proteco, E.P.U., 1975.

    SANTOS, Oliveira e Quintino, Lusa, Automatizao e Robotizao emSoldadura, Edies Instituto de Soldadura e Qualidade, 1992.

    TAUB, Herbert, Circuitos Digitais e Microprocessadores, McGraw-Hill, 1984.

    TAUB, Herbert, Digital Integrated Electronic, McGraw-Hill, 1990.

    VASSALO, Francisco Ruiz, Manual de interpretao de esquemas elctricos,Pltano Editora, 1977.

    Catlogo geral Omron, 1990.

    Folhetos de produtos da Telemecanique (detectores indutivos e capacitivos),1991.

    Harmonic-Drive, DC-Servo Systems, Harmonic-Drive, 1992.

    Introduction to serial link, SAIA, 1991.

    Manual reference guide series PCD, SAIA, 1991.

    Manual Users Guide, SAIA, 1991.

    Motion Control Product guide, Catlogo Aerotech, 1990.

    Positioning Control Systems and Drives, Catlogo Compumotor Digiplan, 1990.

    Positioning Control Systems and Drives, Catlogo Compumotor Digiplan, 1991.

    Product guide 91, Atlas Copco, 1991.

    BIBLIOGRAFIA

  • Guia do Formador

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    B - Explorao Pedaggica dasUnidades Temticas

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    B - ExplorB - ExplorB - ExplorB - ExplorB - Explorao Pao Pao Pao Pao Pedaedaedaedaedaggica das Unidades ggica das Unidades ggica das Unidades ggica das Unidades ggica das Unidades TTTTTemticasemticasemticasemticasemticas

  • Guia do Formador

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    Introduo AutomaoIndustrial

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    01Introduo Automao IndustrialIntroduo Automao IndustrialIntroduo Automao IndustrialIntroduo Automao IndustrialIntroduo Automao Industrial

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    Fr.T

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    01IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial I . 1I . 1I . 1I . 1I . 1

    Introduo Automao Industrial

    Automao uma forma de controlo de um dado processo.

    A automao, na sua forma mais simples, implica o controlo de um processo(industrial, laboratorial ou outro) por um circuito desenvolvido para essa aplicaoespecfica.

    Atravs do desenvolvimento recente de recursos computacionais e de controlode sistemas, o controlo da produo passou a ser automatizado e controladopor computadores ou autmatos programveis.

    A automao tem vrios nveis, consoante os equipamentos ou reas da fbricaque controla. A automao pode ser introduzida numa simples mquina at fbrica, na sua globalidade.

    Os componentes ou dispositivos de automao dividem-se, por seu lado, em:

    Componentes de distribuio;

    Mquinas ou instalaes;

    Dispositivos de comando;

    Interface homem-mquina;

    Sistemas de aquisio de dados;

    Sistemas de tratamento de dados.

    RESUMO

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    UT.

    01

    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    I . 2I . 2I . 2I . 2I . 2

    Introduo Automao Industrial

    PLANO DAS SESSES

    Meios DuraoContedo didcticos indicativa(horas)

    I.1 Conceito de 45minI.1 automao

    I.2 Dispositivos de 1h15I.2 automao

    I.3 Exerccios 30min

    2h30

    Metodologiade desenvolvimento

    Definir o conceito de automao, qual a suautilizao e as suas consequncias no mundoactual.

    Transparncias I.1e I.2.

    Descrever de nveis de automao e os gruposde dispositivos de automao.

    Identificar os grupos e componentes que seroreferidos posteriormente.

    Transparncia I.3.

    Proceder resoluo das Actividades / Avaliao.

    Total:

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    01IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial I . 3I . 3I . 3I . 3I . 3

    Introduo Automao Industrial

    1. O que automao?

    uma forma de controlo autnomo do processo de fabrico ou de um sistema.

    Este controlo autnomo pode, no entanto, fazer intervir a deciso humanapara, por exemplo, parar o processo de fabrico.

    2. Indique quais os dispositivos da automao mais comuns.

    Dispositivos de Comando e Potncia:

    - Actuadores

    - Tratamento de Dados

    - Interface Homem-Mquina

    - Aquisio de Dados

    3. Para cada dispositivo da automao, identifique os vrios componentes queo constituem.

    Dispositivos de comando e potncia:

    - Contactores

    - Rels

    - Temporizadores

    - Arracadores e variadores de velocidade

    - Programadores elctrnicos

    Actuadores:

    - Elctricos

    - Pneumticos e hidrulicos

    Tratamento de dados:

    - Autmatos programveis

    - Redes de comunicao

    Interface Homem-Mquina:

    - Unidades de comando e sinalizao

    - Botoneiras

    - Teclados e terminais

    ACTIVIDADES / AVALIAO

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    I . 4I . 4I . 4I . 4I . 4

    Introduo Automao Industrial

    Aquisio de dados

    - Sensores de fora, presso e acelarao

    - Sensores de posio

    - Sensores de presena

    - Sensores de viso

    - ...

    4. Quais os nveis de automao que conhece?

    So quatro os nveis de automatizao que conheo, a saber:

    Nvel 1 - Gesto global da fbrica

    Nvel 2 - Gesto da produo

    Nvel 3 - Dispositivos de controlo

    Nvel 4 - Controlo de uma ou mais mquinas

  • Guia do Formador

    Fr.T

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    01IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial I . 5I . 5I . 5I . 5I . 5

    Introduo Automao Industrial

    APRESENTAO DAS TRANSPARNCIASPROPOSTAS PARA UTILIZAO

    Automao Industrial I.1 Automao Industrial I.2

    Automao Industrial I.3

    Estrutura de um sistema automatizado Nveis de automao

    Dispositivo de automao e respectivoscomponentes

  • Guia do Formador

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    Circuitos Lgicos

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    02Circuitos LgicosCircuitos LgicosCircuitos LgicosCircuitos LgicosCircuitos Lgicos

  • Guia do Formador

    Fr.T

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    UT.

    02IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial II . 1II . 1II . 1II . 1II . 1

    Circuitos Lgicos

    Qualquer circuito lgico pode ser construdo a partir de 3 operaes bsicas:

    - (e)

    - (ou)

    - (negao)

    Existem dois tipos de circuitos lgicos:

    - Circuitos combinatrios;

    - Circuitos sequenciais.

    Os circuitos combinatrios tm uma sada que apenas depende do estado deconservao das entradas.

    Os circuitos sequenciais do uma sada que, alm de depender do estadoconservao das entradas, depende tambm do estado da memria do circuito.

    A integrao de circuitos lgicos feita a partir de mapas de Karnaugh.

    As famlias de circuitos lgicos mais comuns so as seguintes:

    - TTL;

    - CMOS;

    - ECL.

    Todos estes circuitos lgicos, bem como a sua constituio e sntese, seroabordados nesta unidade de uma forma mais completa e detalha.

    RESUMO

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    UT.

    02

    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    II . 2II . 2II . 2II . 2II . 2

    Circuitos Lgicos

    PLANO DAS SESSES

    Meios DuraoContedo didcticos indicativa(horas)

    II.1 Conceito de 5h00II.1 automao

    II.2 Sntese de 5h00II.1 circuitos lgicosII.1 combinatrios

    II.3 Circuitos 5h00II.1 sequnciais

    II.4 Sntese de 5h00II.1 circuitosII.1 sequnciais

    II.5 Exerccios 4h00

    24h00

    Metodologiade desenvolvimento

    Descrever funo lgica com vrias entradas esadas.

    Enunciar as funes e smbolos lgicos maiscomuns.

    Definir formas padro. Transparncias II.1 a II.10.

    Introduzir os mapas Karnaugh. Simplificar os mapas Karnaugh. Descrever exemplos de circuitos combinatrios.

    Transparncias II.11 a II.21.

    Definir circuitos sequnciais. Descrever exemplos de Flip-Flops.

    Caracterizar circuitos sequenciais sncronos eassncronos.

    Descrever exemplos de circuitos integrados (flip--flops).

    Transparncias II.22 a II.31.

    Exemplificar como sntetizar um circuitosequencial.

    Explicar as famlias de circuitos lgicos maiscomuns.

    Identificar as vantagens e desvantagens de cadacircuito.

    Transparncias II.32 a II.39.

    Proceder resoluo das Actividades / Avaliao.

    Total:

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    02IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial II . 3II . 3II . 3II . 3II . 3

    Circuitos Lgicos

    ACTIVIDADES / AVALIAO

    1. Prove, por lgica booleana, que A+AB = A, usando, para isso, as tabelas deverdade.

    Para resolver, escreve-se as tabelas de verdade e faz-se as operaes. Oresultado final deve ser igual varivel A.

    2. Prove, atravs de diagramas de Venn, que A+AB = A.

    A figura abaixo mostra a resoluo deste problema.

    A interseco de A e B A . B

    A unio de A com A.B ainda A.

    3. Usando os teoremas anteriores, simplifique: K AB BAC= +Pela propriedade comutativa temos AB = BA, logo:

    K AB BAC= +Se a varivel D = AB temos

    CDDK +=

    A B

    A . B

    A0011

    B0101

    AB0001

    A0011

    AB0001

    A+AB0011

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    II . 4II . 4II . 4II . 4II . 4

    Circuitos Lgicos

    0

    0

    000

    0

    0 0

    1

    1 1

    1 1

    1

    1

    1

    Usando a equao II.6 do Manual de Formando (pg. II.7), temos K = D + C,ento:

    K = B + AC

    4. Usando as equaes da lgica booleana, simplifique a expresso A A B( )+ .

    ABAABAA +=+ )(

    Como

    AA = 0Temos

    = AB

    5. Simplifique, atravs de termos mximos, o mapa de Karnaugh da figura II.30.

    Fig. II.30 Exerccio de simplificao.

    A figura mostra a simplificao feita.

    A funo fica assim

    ))()(( ACDBDCSaida +++=

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    Fr.T

    .02

    UT.

    02IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial II . 5II . 5II . 5II . 5II . 5

    Circuitos Lgicos

    6. Desenhe o circuito lgico do exerccio anterior com componentes existentesda famlia CMOS e monte o circuito, como trabalho prtico.

    A figura seguinte mostra o circuito resultante.

    7. Projecte um conversor de cdigos que passe do cdigo A para o cdigo B emonte-o como trabalho prtico.

    A B000 001001 011010 010011 111100 101101 110110 100111 000

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    02

    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    II . 6II . 6II . 6II . 6II . 6

    Circuitos Lgicos

    A figura abaixo mostra os mapas de Karnauugh que resultam deste exerccio.

    As equaes resultantes so as seguintes:

    2010 AAAAB o +=

    21101 AAAAB +=

    01202122 AAAAAAAB ++=

  • Guia do Formador

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    02IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial II . 7II . 7II . 7II . 7II . 7

    Circuitos Lgicos

    A implementao em termos de circuito mostrada na figura abaixo.

    8. Execute o projecto de um contador at 8, feito com Flip-Flops tipo D. Mon-te-o, como trabalho prtico.

    Primeiro desenha-se o diagrama de estados do contador.

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    II . 8II . 8II . 8II . 8II . 8

    Circuitos Lgicos

    (Q2Q1Q0)t000001010011100101110111

    (Q2Q1Q0)t + 1001010011100101110111000

    (Qt - > Qt + 10 - > 00 - > 11 - > 11 - > 1

    D0101

    de notar que desde logo os estados foram atribuidos.

    A seguir faz-se a tabela de transies.

    A tabela de excitaes dos FF tipo D a seguinte:

    De notar que so necessrios 3 Flip-Flops.

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    02IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial II . 9II . 9II . 9II . 9II . 9

    Circuitos Lgicos

    Do mapa retira-se as seguintes equaes booleanas:

    00 QD =

    01021 QQQQD +=

    01212022 QQQQQQQD ++=

    A implementao fsica com circuitos mostrada na figura da pginaseguinte.

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    II . 10II . 10II . 10II . 10II . 10

    Circuitos Lgicos

  • Guia do Formador

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    02IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial II . 11II . 11II . 11II . 11II . 11

    Circuitos Lgicos

    APRESENTAO DAS TRANSPARNCIASPROPOSTAS PARA UTILIZAO

    Automao Industrial II.1 Automao Industrial II.2

    Automao Industrial II.3 Automao Industrial II.4

    Automao Industrial II.5

    Exemplo de funo booleana Funo lgica com vrias entradas e sadas

    Smbolos de funes lgicas mais usuais

    Os axiomas fundamentais da lgebrabooleana

    Automao Industrial II.7 Automao Industrial II.8

    Automao Industrial II.6

    Teoremas fundamentais da lgebra de Boole

    Teorema fundamentais da lgebra de Boole Outros teoremas da lgebra de Boole

    Funes possveis para duas variveisbooleanas

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    II . 12II . 12II . 12II . 12II . 12

    Circuitos Lgicos

    Automao Industrial II.9 Automao Industrial II.10

    Automao Industrial II.11 Automao Industrial II.12

    Mapas de Karnaugh de uma varivel Mapas de Karnaugh de duas, trs e quatrovariveis

    Diagrama lgico de A + AB + AC Tempos mnimos e mximos

    Construo de mapa de Karnaugh de 5variveis

    Automao Industrial II.13

    Automao Industrial II.15 Automao Industrial II.16

    Automao Industrial II.14

    Exemplos de simplificao por mapasKarnaugh

    Exemplos de funo incompletamenteespecializada

    Simplificao de funo incompletaespecificada

  • Guia do Formador

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    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial II . 13II . 13II . 13II . 13II . 13

    Circuitos Lgicos

    Automao Industrial II.17 Automao Industrial II.18

    Automao Industrial II.19 Automao Industrial II.20

    Multiplexer com 4 entradas Comparador bsico e aplicao construode comparador de 2 bits

    Exemplo de codificador Descodificador de 3 bits

    Somador completo

    Automao Industrial II.21

    Automao Industrial II.23 Automao Industrial II.24

    Automao Industrial II.22

    Tabela de transies

    Flip-Flops tipo RS e RS

    Diagrama de estados do Flips-Flop SR

  • Fr.T

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    II . 14II . 14II . 14II . 14II . 14

    Circuitos Lgicos

    Automao Industrial II.25 Automao Industrial II.26

    Automao Industrial II.27 Automao Industrial II.28

    Tabela de transies de FF tipo JK Tabela de transio do FF tipo D

    Tabela de transies de FF tipo T

    Automao Industrial II.29

    Automao Industrial II.31 Automao Industrial II.32

    Automao Industrial II.30

    Representao de um Flip-Flip tipo Dsncrono

    Flip-Flop tipo sncrono e forma de onda declock

    Diagrama e estados do detector desequncias 1001

    Tabela de estados de Flip-Flop SR Tabela de excitaes do FF SR

  • Guia do Formador

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    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial II . 15II . 15II . 15II . 15II . 15

    Circuitos Lgicos

    Automao Industrial II.33 Automao Industrial II.34

    Automao Industrial II.35 Automao Industrial II.36

    Atribuio de estados ao exemplo Tabela de transies com estados atribudos

    Tabela de excitaes FF JK

    Automao Industrial II.37

    Automao Industrial II.39

    Automao Industrial II.38

    Circuito de detector de sequncias 1001

    Mapas de Karmaugh para determinarequaes das estradas

    Tabela de estados e sadas do exemploanterior

    Tabela de sadas com estados atribudos

  • Guia do Formador

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    Fr.T

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    Dispositivos de Comando ePotncia

    Dispositivos de Comando e PotnciaDispositivos de Comando e PotnciaDispositivos de Comando e PotnciaDispositivos de Comando e PotnciaDispositivos de Comando e Potncia

  • Guia do Formador

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    03IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial III . 1III . 1III . 1III . 1III . 1

    Dispositivos de Comando e Potncia

    Os dispositivos de comando e potncia so mecanismos que podem serelectromecnicos ou electrnicos e que permitem comandar circuitos depotncia, como por exemplo, motores elctricos.

    O comando mais simples destes dispositivos o ligar e o desligar do circuitode potncia, podendo no entanto alguns destes dispositivos controlar a correnteou o tempo de arranque e paragem do circuito de potncia que controlam.

    Os principais dispositivos de controlo e potncia so os seguintes:

    Contactores.

    Disjuntores.

    Programadores electrnicos e temporizadores.

    Deslastradores electrnicos.

    Rels.

    Variadores de velocidade.

    Arrancadores Estrela-Tringulo.

    RESUMO

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    III . 2III . 2III . 2III . 2III . 2

    Dispositivos de Comando e Potncia

    PLANO DAS SESSES

    Meios DuraoContedo didcticos indicativa(horas)

    III.1 Introduo 1h00IV1

    III.2 Contactores 1h00

    III.3 Disjuntores 1h00

    III.4 Programadores 1h00IV.4 electrnicos eIV.4 temporizadores

    III.5 Deslastradores 1h00IV.5 electrnicos

    III.6 Rels 1h00

    Metodologiade desenvolvimento

    Introduo ao tema dispositivos de comando epotncia.

    Descrever tipos de contactores.

    Enunciar tipos de sistema de sopro.

    Descrever os diferentes smbolos de contactores.

    Definir os diversos tipos de contactores mediantea sua gama especfica de aplicaes.

    Definir as caractersticas dos contactores.

    Transparncias III.1. a III.4.

    Descrever o interior de um disjuntor e descreveros vrios componentes.

    Definir tipos de disjuntores.

    Definir as caractersticas do disjuntor.

    Transparncias III.5. a III.7.

    Descrever programadores e temporizadores.

    Definir caractersticas dos programadores etemporizadores.

    Transparncias III.8. a III.10.

    Definir tipos de deslastradores.

    Transparncia III.11.

    Definir tipos de rels.

    Transparncias III.12. a III.16.

  • Guia do Formador

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    03IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial III . 3III . 3III . 3III . 3III . 3

    Dispositivos de Comando e Potncia

    Meios DuraoContedo didcticos indicativa(horas)

    III.7 Variadores de 1h00IV.7 velocidade

    III.8 Arrancadores 1h00IV.7 estrela-tringulo

    III.9 Exerccios 1h00

    IV.9 Exerccios 9h00

    Metodologiade desenvolvimento

    Definir tipos de variadores de velocidade.

    Caracterizar o funcionamento dos variadores develocidade para motor AC e DC.

    Transparncias III.17. a III.22.

    Descrever vrios exemplos de arrancador estrela--tringulo.

    Transparncias III.23 e III.24.

    Proceder resoluo das Actividades / Avaliao.

    Total:

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    III . 4III . 4III . 4III . 4III . 4

    Dispositivos de Comando e Potncia

    ACTIVIDADES / AVALIAO

    1. Indique para que serve um deslastrador electrnico.

    Serve para detectar sobrepotncias e cortar selectivamente circuitos porforma a reduzir a potncia total no sistema.

    2. Indique quais os tipos de contactos de um contador.

    Contactos principais (de potncia), e contactos auxiliares incluindo tambmcontactos de sinalizao.

    3. Suponhamos que temos um sistema em que se pretende detectar o nvel delquido num reservatrio (nvel baixo e nvel alto); qual o tipo de componenteque utilizaria e porqu? Desenhe o esquema desse componente.

    O Dispositivo a utilizar seria o rel de medida e controlo da figura III.20 domanual de formando.

    Este rel permite a deteco de nvel de lquido pois, pode ser ligado asondas para deteco dos nveis alto e baixo de um tanque.

    O seu esquema mostrado na figura III.20 do manual de formando (rel debaixo).

    4. Imagine que pretendia desligar um motor, automaticamente, em caso desobreaquecimento deste. Indique qual o tipo de rel que utilizaria e identifiqueo seu princpio de funcionamento.

    O sobreaquecimento normalmente provocado por um problema mecnico,isto , o motor efectua um maior esforo mecnico que o normal. Por essarazo a corrente no motor aumenta, o rel ideal para detectar estasobrecorrente o rel trmico (pode tambm usar-se um rel de medida econtrolo).

    O rel trmico actua devido ao efeito de joule gerado por uma lminabimetlica formada por materiais de coeficientes de dilatao diferentes.Ao passar uma corrente excessiva a lmina dobra interrompendo (ou ligando)um ou vrios contactos elctricos.

    5. Qual o tempo que um disjuntor, com a curva de disparo da figura III.8 doManual do Formando (curva da esquerda), leva a disparar, se a corrente queo atravessa for de 10 Ir?

    Olhando para o grfico pode ver-se que o tempo de disparo seria de cercade 4 segundos.

  • Guia do Formador

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    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial III . 5III . 5III . 5III . 5III . 5

    Dispositivos de Comando e Potncia

    6. Qual a razo para a existncia de duas zonas completamente diferentesnas curvas dos disjuntores da figura III.23 do Manual de Formando (pginaIII.21), uma at cerca de 10 Ir, e a outra para valores superiores de corrente?

    A razo para a existncia destas curvas deve-se ao facto de os disjuntoresterem duas partes distintas, a parte trmica e a magntica.

    A parte trmica dispara para corrente baixas mas leva muito tempo atdisparar, a parte magntica dispara apenas para correntes altas mas levamuito menos tempo a disparar.

    7. Qual o dispositivo que escolheria, se tivesse de controlar, automaticamente,a iluminao numa fbrica, funcionando a iluminao apenas de noite e nofuncionando aos fins de semana? Justifique.

    O dispositivo a usar seria um programador electrnico com possibilidade deligao de sensor de luz (sensor crepuscular) e com programaotemporizada para uma semana.

    O nmero de vias teria de ser escolhido em funo dos circuitos a comandar.

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    III . 6III . 6III . 6III . 6III . 6

    Dispositivos de Comando e Potncia

    APRESENTAO DAS TRANSPARNCIASPROPOSTAS PARA UTILIZAO

    Automao Industrial III.1 Automao Industrial III.2

    Automao Industrial III.3 Automao Industrial III.4

    Automao Industrial III.5

    Exemplo de contactores Vista interior de um contactor

    Esquemas de contactores disjuntores

    Interior de um disjuntor

    Automao Industrial III.7 Automao Industrial III.8

    Automao Industrial III.6

    Dijuntores magneto-trmicos

    Esquemas de disjuntores Programador com sensor crepuscular(de luz)

    Simbologia de diferentes contactores

  • Guia do Formador

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    03IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial III . 7III . 7III . 7III . 7III . 7

    Dispositivos de Comando e Potncia

    Automao Industrial III.9 Automao Industrial III.10

    Automao Industrial III.11 Automao Industrial III.12

    Deslastradores electrnicos Princpio de funcionamento dos relselectromagnticos

    Temporizadores e respectivos esquemas Diaframas temporais de temporizadores

    Princpio de funcionamento dos relstrmicos

    Automao Industrial III.13

    Automao Industrial III.15 Automao Industrial III.16

    Automao Industrial III.14

    Esquemas de rels de estado slido

    Esquemas de rels Vista de diversos tipos de rel de esquerdapara a direita e de cima para baixo

  • Fr.T

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    III . 8III . 8III . 8III . 8III . 8

    Dispositivos de Comando e Potncia

    Automao Industrial III.17 Automao Industrial III.18

    Automao Industrial III.19 Automao Industrial III.20

    Princpio de funcionamento dos variadoresde velocidade de corrente alternada

    Formas de onda pelos variadores decorrente alternada

    Exemplo de rel de proteco Variadores de velocidade AC e DC

    Esquema de utilizao de variador develocidade AC

    Automao Industrial III.21

    Automao Industrial III.23 Automao Industrial III.24

    Automao Industrial III.22

    Esquema de utilizao de variador develocidade DC

    Esquema de um arracador estrela-tringulo

    Princpio de um variador de velocidade decorrente contnua (DC)

  • Guia do Formador

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    A Empresa: Noes de GestoA Empresa: Noes de GestoA Empresa: Noes de GestoA Empresa: Noes de GestoA Empresa: Noes de Gesto

    C - Avaliao

    Fr.S.03

    C - AvaliaoC - AvaliaoC - AvaliaoC - AvaliaoC - Avaliao

  • Guia do Formador

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    Testes

    TTTTTestesestesestesestesestesFr

    .T.0

    2

  • Guia do Formador

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    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial 1/21/21/21/21/2

    Pr-Teste

    Formador:

    Classificao:

    Rubrica:

    Pr-Teste de Automao Industrial

    Nome:(Maisculas)

    1. Quais so os grupos de dispositivos de automao?

    2. Quais os nveis de automao?

    3. Desenhe o circuito lgico de ( )( )A C D A C+ + + .4. Qual a funo de um multiplex? Escolha a resposta correcta.

    a) Somar os sinais de entrada.

    b) Comparar as entradas.

    c) Dirigir uma de vrias entradas escolhida pelo sinal de controlo para a sada.

    5. Supondo que o circuito seguinte tem como sadas Q0=0, Q1=1 e Q2 =0, qual o estado destas na prximatransio de relgio.

    Data:

    Local:

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    2/22/22/22/22/2

    Pr-Teste

    6. Para que serve um variador de velocidade? Escolha a resposta Correcta.

    a) Variar a potncia de um motor

    b) Variar a corrente de um circuito

    c) Variar a velocidade angular de um motor

    7. Qual a funo de um arrancador estrela-tringulo? Escolha a resposta Correcta.

    a) Arrancar um motor DC.

    b) Arrancar um motor AC monofsico.

    c) Arrancar um motor trifsico.

  • Guia do Formador

    Fr.T

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    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial 1/21/21/21/21/2

    Teste

    Formador:

    Classificao:

    Rubrica:

    Teste de Automao Industrial

    Nome:(Maisculas)

    1. Converta o decimal 25, para binrio.

    2. Converta 3FA para binrio.

    3. Converta AF para decimal.

    4. A tabela de verdade seguinte corresponde a uma funo AND, OR ou NOT?

    5. Qual a tabela de verdade da funo OR?

    Data:

    Local:

    A

    0

    0

    1

    1

    B

    0

    1

    0

    1

    S

    0

    0

    0

    1

  • Fr.T

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    2/22/22/22/22/2

    Teste

    6. Qual a corrente que passa na resistncia R1 do circuito seguinte?

  • Guia do Formador

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    Resoluo dos Testes

    RRRRResoluo dos esoluo dos esoluo dos esoluo dos esoluo dos TTTTTestesestesestesestesestesFr

    .T.0

    2

  • Guia do Formador

    Fr.T

    .02

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial 1/21/21/21/21/2

    Resoluo do Pr-Teste

    Formador:

    Classificao:

    Rubrica:

    Resoluo do Pr-Teste de Automao Industrial

    Nome:(Maisculas)

    1. Quais so os grupos de dispositivos de automao?

    Dispositivos de comando e potncia, actuadores, dispositivos de tratamento de dados, dispositivos de aquisi-o de dados e dispositivos de interface homem-mquina.

    2. Quais os nveis de automao?

    1: Mquinas a controlar.

    2: Dispositivos de controlo

    3: Gesto da produo

    4: Gesto global

    3. Desenhe o circuito lgico de ( )( )A C D A C+ + + .

    Data:

    Local:

  • Fr.T

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    2/22/22/22/22/2

    Resoluo do Pr-Teste

    4. Qual a funo de um multiplex? Escolha a resposta correcta.

    a) Somar os sinais de entrada.

    b) Comparar as entradas.

    c) Dirigir uma de vrias entradas escolhida pelo sinal de controlo para a sada.

    c) Dirigir uma de vrias entradas escolhida pelo sinal de controlo para a sada.

    5. Supondo que o circuito seguinte tem como sadas Q0=0, Q1=1 e Q2 =0, qual o estado destas na prximatransio de relgio.

    O estado seguinte Q0 = 1, Q1 = 0 e Q2 = 1.

    6. Para que serve um variador de velocidade? Escolha a resposta correcta.

    a) Variar a potncia de um motor

    b) Variar a corrente de um um circuito

    c) Variar a velocidade angular de um motor

    c) Variar a velocidade angular de um motor

    7. Qual a funo de um arrancador estrela-tringulo? Escolha a resposta correcta.

    a) Arrancar um motor DC.

    b) Arrancar um motor AC monofsico.

    c) Arrancar um motor trifsico.

    c) Arrancar um motor trifsico.

  • Guia do Formador

    Fr.T

    .02

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial 1 /21/21/21/21/2

    Resoluo do Teste

    Formador:

    Classificao:

    Rubrica:

    Resoluo do Teste de Automao Industrial

    Nome:(Maisculas)

    1. Converta o decimal 25, para binrio.

    Os clculos a efectuar para se converter 25 para binrio so os seguintes:

    2. Converta 3FA para binrio.

    3FA = 0011 1111 1010 (os clculos efectuados so os mesmos da pergunta anterior para converter 25 embinrio).

    3. Converta AF para decimal.

    A = 10

    F = 15

    AF = 10 x 16 + 15 x 16

    Data:

    Local:

  • Fr.T

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    Guia do FormadorAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    2/22/22/22/22/2

    Resoluo do Teste

    4. A tabela de verdade seguinte corresponde a uma funo AND, OR ou NOT

    A tabela corresponde funo AND

    5. Qual a tabela de verdade da funo OR?

    6. Qual a corrente que passa na resistncia R1 do circuito seguinte?

    A soma da resistncia R1 e R2 3,5K .

    A corrente que passa em R1 dada por: Corrente R_ 19

    3500= Corrente em R1 = 0.00257A

    A

    0

    0

    1

    1

    B

    0

    1

    0

    1

    S

    0

    0

    0

    1

    A

    0

    0

    1

    1

    B

    0

    1

    0

    1

    S

    0

    1

    1

    1

  • Guia do Formador

    IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ

    Automao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao IndustrialAutomao Industrial

    Anexo - transparncias

    AneAneAneAneAnexxxxxo - o - o - o - o - TTTTTrrrrransparnciasansparnciasansparnciasansparnciasansparnciasFr

    .T.0

    2 A

    n.01

    Nota: Os acetatos s devero ser utilizados para fotocopiar as transparncias e no para imprimir osslides disponveis em formato PowerPoint.

  • Automao Industrial I. 1

    Estrutura de um sistema automatizado

  • Automao Industrial I. 2

    Nveis de automao

    Nvel 1

    Nvel 2

    Nvel 3

    Nvel 4Gesto Global

    Gesto da produo

    Dispositivos de controlo

    Controlo de uma ou mais mquinas

    Shop-Floor

  • Automao Industrial I. 3

    Dispositivo da automao e respectivos componentes

    Dispositivos de comando e potncia

    ContactoresRelsTemporizadoresArrancadores e variadores de velocidadeProgramadores electrnicos

    Pneumticos e hidrulicosActuadores

    ElctricosTratamentode dados

    Autmatos programveisRedes de comunicao

    InterfaceHomem-Mquina

    Unidades de comando e sinalizaoBotoneirasTeclados e terminais

    Aquisiode dados

    Sensores de fora, presso e aceleraoSensores de posioSensores de presenaSensores de visoetc.

  • Automao Industrial II. 1

    Exemplo de funo booleana

    A B C S A B C S

    F F V 0 0 0 1

    F V F 0 0 1 0

    V F F 0 1 0 0

    V V V 0 1 1 1

    F F V 1 0 0 1

    F V V 1 0 1 1

    V F F 1 1 0 0

    F

    F

    F

    F

    V

    V

    V

    V V V V 1 1 1 1

  • Automao Industrial II. 2

    Funo lgica com vrias entradas e sadas

    Funo

    Entradas SadasX1

    X2

    Xm

    Y1

    Y2

    Yp

  • Automao Industrial II. 3

    Funes possveis para duas variveis booleanas

  • Automao Industrial II. 4

    Smbolos das funes lgicas mais usuais

    NOR - Ou negado OR - Ou

    Not - Negao AND - e

    NAND - e negado NOT XOR - Ou exclusivo negado

    XOR - Ou exclusivo

  • Automao Industrial II. 5

    Os axiomas fundamentais da lgebra booleana

    1 - As operaes + e . so fechadas em B (B representa o

    universo booleano).

    2 Comutatividade

    BbbBbb

    + )21(2,1 BbbBbb )2.1(2,1

    1.22.1,12212,1

    bbbbbbbbBbb

    =+=+

  • Automao Industrial II. 6

    Teorema fundamentais da lgebra de Boole

    I - idempotncia

    00.,11 ==+ bbBb

  • Automao Industrial II. 7

    Teorema fundamentais da lgebra de Boole

    II - involuo

    ( ) bb =

  • Automao Industrial II. 8

    Outros teoremas da algebra de Boole

    A+AB = A A(A+B)=A

    AB+AB= A (A+B)(A+B)=A

    A+AB=A+B A(A+B)=AB

    A+BC=(A+B)(A+C) AB+AC=(A+C)(A+B)

    (A+B)(A+C)=AC+AC AB+AC+BC=AB+AC

  • Automao Industrial II. 9

    Diagrama lgico de A + AB + AC

    A

    B

    AB

    A

    A+AB

    C

    AC

    ACA+AB+AC

  • Automao Industrial II. 10

    Tempos mnimos e mximos

    f Fi iin= = ( . )02 1 m ( com termos mnimos)

    N nmero de variveis

    f Fi iin= += ( )02 1 m ( com termos mximos)

  • Automao Industrial II. 11

    Mapas de Karnaugh de uma varivel

  • Automao Industrial II. 12

    Mapas de Karnaugh de duas trs e quatro variveis

  • Automao Industrial II. 13

    Construo de mapa de Karnaugh de 5 variveis

  • Automao Industrial II. 14

    Exemplos de simplificao por mapas Karnaugh

  • Automao Industrial II. 15

    Exemplos de funo incompletamente especializada

    A1 A2 A0 S

    0 0 0 0

    0 0 1 0

    0 1 0 0

    0 1 1 x

    1 0 0 x

    1 0 1 x

    1 1 0 x

    1 1 1 1

  • Automao Industrial II. 16

    Simplificao de funo incompleta especificada

    A2 A1

    A0

    1

    0

    0

    X X

    X X

    1

    S

    S=A2+A1A0+A1A0

  • Automao Industrial II. 17

    Exemplo de codificador

    CodificadorI0I1I2I3I4I5I6I7

    A0

    A1

    A2

  • Automao Industrial II. 18

    Descodificador de 3 bits

    Descodificador I0I1I2I3I4I5I6I7

    A0

    A1

    A2

    E (Enable)

  • Automao Industrial II. 19

    Multiplex com 4 entradas

    Multiplex

    ABCD

    S

    C1 C0

  • Automao Industrial II. 20

    Comparador bsico e aplicao construo de comparador de 2 bits

    ComparadorA

    BX0

    X1

    X0

    X1

    X2

    X2

    Comparador bsico de 1 bit

    A1

    B1

    X0="0"X1="1"X2="0"

    A0

    B0X0X1X2

    Comparador de dois bits

  • Automao Industrial II. 21

    Somador completo

  • Automao Industrial II. 22

    Flip-Flops tipo RS e RS

  • Automao Industrial II. 23

    Tabela de transies

    SR Qt+1

    00 -

    01 1

    10 0

    11 Qt

  • Automao Industrial II. 24

    Diagrama de estados do Flip-Flop SR

  • Automao Industrial II. 25

    Tabela de estados de Flip-Flop SR

    Qt+1

    Qt

    00 01 10 11

    A - B A A

    B - B A B

  • Automao Industrial II. 26

    Tabela de excitaes do FF SR

    SRQt -> Qt+1

    0 -> 0 10

    0 -> 1 01

    1 -> 0 10

    1 -> 1 01

  • Automao Industrial II. 27

    Tabela de transies de FF tipo JK

    Qt

    JK

    00 Qt

    01 0

    10 1

    11

    Qt+1

  • Automao Industrial II. 28

    Tabela de Transio do FF tipo D

    Qt+1D

    0 0

    1 1

  • Automao Industrial II. 29

    Tabela de transies de FF tipo T

    Qt+1T

    0 1

    1 0

  • Automao Industrial II. 30

    Flip-Flop tipo D sncrono e forma de onda de clock

  • Automao Industrial II. 31

    Representao de um Flip-Flop tipo D sncrono

    D Q

    QCLKRelgio

  • Automao Industrial II. 32

    Diagrama e estados do detector de sequncias 1001

    0/0x/y->

    1/0

    1/0

    0/01/0

    0/0

    0/0

    1/1

    A B

    C

    Estadoinicial

    D

  • Automao Industrial II. 33

    Tabela de estados e sadas do exemplo anterior

    x=0 x=1

    A A,0 B,0

    B C,0 B,0

    C D,0 B,0

    D A,0 B,1

  • Automao Industrial II. 34

    Tabela de sadas com estados atribudos

    yt xt0 1

    01 0 0

    10 0 0

    11 0 0

    00 0 1

    (Q1Q0)t

  • Automao Industrial II. 35

    Atribuio de estados ao exemplo

    Q1Q0

    01 A

    10 B

    11 C

    00 D

  • Automao Industrial II. 36

    Tabela de transies com estados atribudos

    (Q1Q0)t+1 xt

    (Q1Q0)t

    0 1

    01 01 10

    10 11 10

    11 00 10

    00 01 01

  • Automao Industrial II. 37

    Tabela de excitaes FF JK

    Qt-> Qt+1 JK

    0 -> 0 0/

    0 -> 1 1/

    1 -> 0 /1

    1 -> 1 /0

  • Automao Industrial II. 38

    Mapas de Karmaugh para determinar equaes das entradas

  • Automao Industrial II. 39

    Circuito do detector de sequncias 1001

  • Automao Industrial III. 1

    Exemplo de contactores

  • Automao Industrial III. 2

    Vista interior de um contactor

    Ncleo

    Bobina Arm

    adur

    a

    ContactoFixo

    Contacto Mvel

  • Automao Industrial III. 3

    Simbologia de diferentes contactores

    A1

    A1 A1

    A11

    2A2

    A2

    R1

    R2 R4

    R331

    2 4 42 6 8

    31 75

    A2

    A2

    R1

    R2 2

    1A1

    A2

    31 5 R1

    R2R2

    42 6

    A1 31 215

    A2 42 6 22

  • Automao Industrial III. 4

    Esquemas de contactores disjuntores

    A1 A2

    N1 L1 L2 L3531

    I>> I>> I>> I>>

    N2 T1 T2 T3642

    I>> I>> I>> I>>

    N2 T1 T2 T3642

    A1 A2

    N1 L1 L2 L3531

  • Automao Industrial III. 5

    Interior de um disjuntor

    1- Rels termico e magntico2- Eixo de soltura3- Alavanca de comando4- Mecanismo de comando5- Contactos mveis6- Contacos fixos7- Camaras desionizantes8- Caixa isolante

    8

    65

    2

    1

    3

    4

    7

  • Automao Industrial III. 6

    Disjuntores magneto-trmicos

  • Automao Industrial III. 7

    Esquemas de disjuntores

    95

    95I> I>

    97

    98

    D1

    D2

    U>

    I> I> I>

    I>> I>> I>>

    1L1 3L2 5L3 1L1 3L2 5L3

    2T1 4T2 6T3

  • Automao Industrial III. 8

    Programador com sensor crepuscular (de luz)

  • Automao Industrial III. 9

    Temporizadores e respectivos esquemas

  • Automao Industrial III. 10

    Diagramas temporais de temporizadores

  • Automao Industrial III. 11

    Deslastradores electrnicos

  • Automao Industrial III. 12

    Princpio de funcionamento dos rels electromagnticos

    C1C2

    I

  • Automao Industrial III. 13

    Princpio de funcionamento dos rels trmicos

    a - Lamina bimetlica simplesb - Lamina bimetlica em espiral

  • Automao Industrial III. 14

    Esquemas de rels de estado slido

    Rectificador Circuito de corrente contanteCircuito de corrente contante

    Amplificador

    Circuito driverAmplificador

    Amplificador

    Circuito de corrente contante

    Circuito de corrente contante

    Circuito de corrente contante

  • Automao Industrial III. 15

    Esquemas de rels

    12

    345

    6

    78

  • Automao Industrial III. 16

    Vista de diversos tipos de rel de esquerda para a direita e de cima para baixo

  • Automao Industrial III. 17

    Esquemas de rel de proteco

    L1 L2 L3

    1 2 3

    2 4 6 1A

    1A5A 5A5A

    1A

    L15 L25 L35L11 L21 L31

    2T1 2T2 2T3Classe dedisparo

    102030

    Teste Rearme

    96 98

    A

    M

    NKM

    A1

    A2 14

    13KM

    Disparado Sobre--carga

    95

    97

    >110%

    >105%

    Disparado

    Para entrada autmato.92

    Circuito especializado

    Sobrecarga

    A1 A2

    F

    L N

    91 91

  • Automao Industrial III. 18

    Variadores de velocidade AC e DC

    AC DC

  • Automao Industrial III. 19

    Princpio de funcionamento dos variadores de velocidade de corrente alternada

    Rectificador Filtragem Ondulador

  • Automao Industrial III. 20

    Formas de onda pelos variadores de corrente alternada

  • Automao Industrial III. 21

    Esquema de utilizao de variador de velocidade AC

  • Automao Industrial III. 22

    Princpio de um variador de velocidade de corrente contnua (DC)

    Rectificadorcontrolado U-RI

    Dnamotaquimtrico

    Induzido

    Motor

    IndutorRectificador

    Rede1 ~ ou3 ~

    M

    B

  • Automao Industrial III. 23

    Esquema de utilizao de variador de velocidade DC

    M

    RECTIVAR

    M2F1 F2 10 9 8 RS

    MAL1 MAL2

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    RM1

    RM1

    RM12 4

    3

    5

    6 13 14

    RM1S1S2F1

    95 96A1 A5

    220V 7

    8 OV

    13531

    220V - 360V50/ 60HZ

    Ponte mista unidireccional

    42

  • Automao Industrial III. 24

    Esquema de um arrancador estrela-tringulo

    Automatao Industrial _ Guia do FormadorNDICE GERALA - Apresentao Global do MduloB - Explorao Pedaggica das Unidades TemticasIntroduo Automao IndustrialCircuitos LgicosDispositivos de Comando e Potncia

    C - AvaliaoTestesResoluo dos Testes

    Anexo - transparncias