aut_trab5_2014

ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MARÍTIMA

M323 – AUTOMAÇÃO

TRABALHO LABORATORIAL Nº5

SISTEMAS DE COMANDO COMBINATÓRIOS

Por: Prof. Luis Baptista

Prof. Rui Manuel Cabrita

ENIDH – 2013/2014

AUTOMAÇÃO TRABALHO LABORATORIAL Nº 5

ENIDH/DEM – 3º Ano da LEMM 1

ÍNDICE 1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................................... 2

2. CICLO COM CILINDROS PNEUMÁTICOS ........................................................................... 2

2.1. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE EMBALAGENS (PNEUMÁTICO) ..................... 2

2.2. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE EMBALAGENS (ELETROPNEUMÁTICO) ...... 4

3. SISTEMA DE ELEVAÇÃO DE EMBALAGENS (ELETROHIDRÁULICO) ......................... 5

4. SISTEMA DE DETECÇÃO DE EMBALAGENS ..................................................................... 6

5. RELATÓRIO FINAL ................................................................................................................. 7



1. INTRODUÇÃO Este trabalho prático visa familiarizar os alunos com circuitos básicos de comando do tipo combinatório. Geralmente, estes circuitos são usados em esquemas de comando de baixa complexidade e em circuitos de alarme.

A parte principal deste trabalho prático vai realizar-se nos painéis pneumáticos/ electropneumáticos e eletrohidráulicos da BOSCH. Os painéis da BOSCH são idênticos, dispondo de cilindros de duplo efeito, sensores de fim de curso, válvulas distribuidoras monoestáveis ou biestáveis. Possuem ainda botoneiras e interruptores de arranque/paragem (start/stop).

2. CICLO COM CILINDROS PNEUMÁTICOS

2.1. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE EMBALAGENS (PNEUMÁTICO) Considere o seguinte sistema de transferência de embalagens, representado na Fig.1.

Fig.1. Sistema de transferência de embalagens. (Ref. Festo Didactic). Descrição do funcionamento: As embalagens são empurradas para fora do silo através do cilindro A e transferidos para a estação de processamento através do cilindro B. A haste de êmbolo do cilindro B só poderá efectuar o recuo quando a haste do cilindro A estiver totalmente recolhida. A existência de embalagens no silo é monitorizada através de um sensor de posição (x). Assim, se não houver nenhuma embalagem no silo, o ciclo não deverá iniciar-se.



O diagrama de deslocamento dos cilindros no tempo, é dado por:

Fig.2. Diagrama temporal de evolução dos cilindros. Implemente o ciclo com comando pneumático num dos painéis BOSCH considerando os seguintes elementos:

- Cilindros pneumáticos de duplo efeito (A, B);

- Válvulas distribuidoras de ar 5/2, com comando pneumático e retorno por mola;

- Sensores de fim de curso pneumáticos (a0, a1, b0, b1);

- Sensor de posição x;

- Botoneira de Start/stop (válvula 3/2 com comando por botão e retorno por mola).

Para implementar o ciclo pneumático, deve utilizar o método apresentado nas aulas teóricas (Tabela de Verdade / Mapa de Karnaugh) e obter as equações lógicas de comando dos cilindros. Deste modo, pretende-se que:

• Construa a Tabela de Verdade / Mapas de Karnaugh de modo a obter as equações lógicas de comando dos cilindros (Nota: utilize como variáveis de entrada os sensores de fim de curso (a0, a1, b0, b1) e como saídas os sinais A+, B+)

• Construa o esquema de comando pneumático no Automation Studio e verifique o seu funcionamento;

• Construa o circuito de comando na bancada BOSCH;

• Teste as ligações e ligue o ar comprimido ao painel

• Verifique o funcionamento do ciclo.



2.2. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE EMBALAGENS (ELETROPNEUMÁTICO)

Implemente o ciclo anterior com comando electropneumático, recorrendo aos painéis BOSCH para efetuar a montagem da parte de potência e aos painéis elétricos industriais SCHNEIDER onde deverá ser efetuada a montagem do circuito de comando. A composição do circuito deverá ser contemplada com os seguintes elementos:

- Válvulas distribuidoras de ar 5/2, de comando electropneumático e retorno por mola;

- Sensores de fim de curso elétricos (a0, a1, b0, b1)

- Interruptor de Start/stop

- Interruptor de emergência

- Relé monoestável associado aos interruptores anteriores e que irá alimentar o circuito de comando

- Lâmpada sinalizadora de funcionamento (verde) e de paragem (vermelha)

Deste modo, pretende-se que:

• Construa o esquema de comando electropneumático no Automation Studio e verifique o seu funcionamento;

• Construa o circuito de comando nos painéis SCHNEIDER e de potência na bancada hidráulica da BOSCH;

• Teste as ligações e ligue o ar comprimido ao painel


NOTAS COMPLEMENTARES:

1) Tenha em consideração que, para implementar o ciclo, poderá ter que utilizar relés auxiliares associados aos sensores de fim de curso, que apareçam em mais do que uma equação lógica;

2) Tenha igualmente em consideração que na situação de repouso, os relés não devem

estar alimentados, para evitar consumo de energia e desgaste desnecessário do equipamento;

3) O ciclo deve iniciar-se por actuação do interruptor de “Start”. A actuação na botoneira de

“Emergência” deve fazer recuar imediatamente os cilindros em qualquer fase do ciclo.



3. SISTEMA DE ELEVAÇÃO DE EMBALAGENS (ELETROHIDRÁULICO) Considere o seguinte sistema de elevação de embalagens, representado na Fig.3.

Fig.3. Sistema de elevação de embalagens

Descrição do funcionamento: As embalagens são elevadas do tapete A através do cilindro A e transferidos para o tapete B, através do cilindro B. Após a transferência da caixa para o tapete B, o cilindro A deve recuar e só depois o cilindro B. O ciclo é composto por: A+/B+/A-/B-. A existência de embalagens no tapete A é monitorizada através de um sensor de posição (y). Assim, se não houver nenhuma embalagem no tapete A, o ciclo não deverá iniciar-se. Implemente o ciclo com comando eletropneumático nos painéis BOSCH considerando os seguintes elementos:

- Cilindros pneumáticos de duplo efeito (A, B);

- Válvula distribuidora 5/3, com duplo comando elétrico (cilindro A) e centragem por molas e válvula distribuidora 5/2 de duplo comando elétrico (cilindro B);

- Sensores de fim de curso (a0, a1, b0, b1);

- Sensor de posição y;

- Interruptor de Start/stop;

- Relé monoestável auxiliar.



Para implementar o ciclo eletropneumático, deve utilizar o método apresentado nas aulas teóricas (Tabela de Verdade / Mapa de Karnaugh) e obter as equações lógicas de comando dos cilindros. Deste modo, pretende-se que:

• Construa a Tabela de Verdade / Mapas de Karnaugh de modo a obter as equações lógicas de comando dos cilindros (Nota: utilize como variáveis de entrada os sensores de fim de curso (a0, a1, b0, b1) e como saídas os sinais A+,A-, B+ e B-)

• Construa o esquema de comando eletropneumático no Automation Studio e verifique o seu funcionamento;

• Construa o circuito de comando e potência nos painéis BOSCH;

• Teste as ligações e se o circuito estiver a funcionar corretamente, ligue o ar comprimido ao painel;


4. SISTEMA DE DETECÇÃO DE EMBALAGENS Numa unidade industrial, pretende efectuar-se a contagem das embalagens de diversos tamanhos (C1, C2, C3, C4). O sistema dispõe de quatro sensores (a, b, c, d) que detetam a passagem das caixas transportadas através de um tapete rolante, conforme indicado na Fig.3. O operador, detecta a passagem das caixas, quando no painel se acendem respectivamente as luzes avisadores de caixa X, Y, Z, W.

Fig.3. Sistema de detecção de caixas.

Deste modo, pretende-se que:

a) Construa a Tabela de Verdade do sistema. Justifique. (NOTA: Tenha em consideração que os sensores estão alinhados num plano vertical, de modo que quando passar a caixa C4, estes estarão obviamente todos actuados).

b) Represente os Mapas de Karnaugh das funções de activação das saídas (lâmpadas X, Y,

Z, W). Determine as funções lógicas de comando.

CC2

C3C4

a

b

c

d

X Y Z W



c) Construa o circuito de comando eletrónico digital no Automation Studio e verifique o seu funcionamento. (Nota: utilize apenas blocos NOR).

d) Construa o circuito de comando digital na unidade de simulação de circuitos eletrónicos A-TEK e simule o seu funcionamento ligando as entradas dos sensores a interruptores de simulação e as saídas a LEDS de sinalização.

5. RELATÓRIO FINAL No relatório a realizar, para além de abordar as questões que considerar pertinentes, os alunos deverá apresentar para cada problema do guia:

• Tabelas de Verdade; • Mapas de Karnaugh; • Equações de comando lógico; • Esquemas em Automation Studio.

Comentários finais: O relatório deverá incluir para além do ficheiro em Word, os ficheiros em Automations Studio correspondentes aos circuitos analisados. O relatório em papel deverá ser entregue em papel uma semana depois da sua realização no laboratório. A não entrega no prazo definido, irá acarretar uma penalização por cada semana de atraso.

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