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Tecnologia Eletropneumtica Industrial
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TecnologiaEletropneumticaIndustrial
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Componentes dos Circuitos Eltricos
Os componentes eltricos utilizados noscircuitos so distribudos em trs categorias:- os elementos de entrada de sinais eltricos,- os elementos de processamento de sinais,- e os elementos de sada de sinais eltricos.
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Elementos de Entrada de SinaisOs componentes de entrada de sinais eltricos so aqueles que emitem informaes ao circuito por meio de uma ao muscular, mecnica, eltrica, eletrnica ou combinao entre elas. Entre os elementos de entrada de sinais podemos citar as botoeiras, as chaves fim de curso, os sensores de proximidade e os pressostatos, entre outros, todos destinados emitir sinais para energizao ou desenergizao do circuito ou parte dele.
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Elementos de Entrada de Sinais
Botoeiras: so chaves eltricas acionadas manualmente que apresentam, geralmente, um contato aberto e outro fechado. De acordo com o tipode sinal a ser enviado ao comando eltrico, as botoeiras so caracterizadas como pulsadoras oucom trava.
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Elementos de Entrada de SinaisAs botoeiras pulsadoras invertem seus contatos mediante o acionamento de um boto e, devido ao de uma mola, retornam posio inicial quando cessa o acionamento.Esta botoeira possui um contato aberto e um contatofechado, sendo acionada por um boto pulsador liso e reposicionada por mola. Enquanto o boto no for acionado, os contatos 11 e 12 permanecem fechados, permitindo a passagem da corrente eltrica, ao mesmo tempo em que oscontatos 13 e 14 se mantm abertos, interrompendo a passagem da corrente. Quando o boto acionado, oscontatos se invertem de forma que o fechado abre e o aberto fecha. Soltando-se o boto, os contatos voltam posio inicial pela ao da mola de retorno.
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As botoeiras com trava tambm invertem seus contatos mediante o acionamento de um boto, entretanto, ao contrrio das botoeiras pulsadoras, permanecem acionadas e travadas mesmo depois de cessado o acionamento.
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Outro tipo de botoeira com trava, muito usada como boto de emergncia para desligar o circuito de comando eltrico em momentos crticos, acionada por boto do tipo cogumelo.
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Elementos de Entrada de Sinais
Chaves Fim de CursoAs chaves fim de curso so, geralmente, posicionadasno decorrer do percurso de cabeotes mveis de mquinas e equipamentos industriais, bem como dashastes de cilindros hidrulicos e ou pneumticos. O acionamento de uma chave fim de curso pode ser efetuado por meio de um rolete mecnico ou de um rolete escamotevel, tambm conhecido como gatilho. Existem, ainda, chaves fim de curso acionadas por umahaste apalpadora, do tipo utilizada em instrumentos de medio como, por exemplo, num relgio comparador.
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Elementos de Entrada de Sinais
Chave Fim de Curso tipo Rolete acionada por um rolete mecnico e possui um contato comutador formado por um borne comum 11, um contato fechado 12 e um aberto 14. Enquanto o rolete no for acionado, a corrente eltrica pode passar pelos contatos 11 e 12 e est interrompida entre os contatos 11 e 14. Quando o rolete acionado, a corrente passa pelos contatos 11 e 14 e bloqueada entre os contatos 11 e 12. Uma vez cessado o acionamento, os contatos retornam posio inicial, ou seja, 11 interligado com 12 e 14 desligado.
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El. de Entrada de SinaisChave Fim de Curso Tipo Gatilho
Somente comutam os contatos das chaves se forem acionadosnum determinado sentido de direo. So os chamados roletesescamoteveis ou tipo gatilho. Inverte seus contatos somente quando o rolete for atuado daesquerda para a direita. No sentido contrrio, uma articulaomecnica faz com que a haste do mecanismo dobre, sem acionaros contatos comutadores da chave fim de curso.Dessa forma, somente quando o rolete acionado da esquerdapara a direita, os contatos dachave se invertem, permitindo quea corrente eltrica passe peloscontatos 11 e 14 e seja bloqueadaentre os contatos 11 e 12. Umavez cessado o acionamento, oscontatos retornam posioinicial, ou seja, 11 interligado com 12 e 14 desligado.
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Elementos de Entrada de Sinais
Sensores de Proximidade
Os sensores de proximidade, assim como as chaves fim de curso, so elementos emissores de sinais eltricos, os quais so posicionados no decorrer do percurso de cabeotes mveis de mquinas e equipamentos industriais, bem como das hastes de cilindros hidrulicos e/ou pneumticos. O acionamento dos sensores, entretanto, no depende de contato fsico com as partes mveis dos equipamentos, basta apenas que estas partes aproximem-se dos sensores a uma distncia que varia de acordo com o tipo de sensor utilizado.
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Elementos de Entrada de Sinais
Existem no mercado diversos tipos de sensores de proximidade, os quais devem ser selecionados de acordo com o tipo de aplicao e do material a ser detectado. Os mais empregados na automao de mquinas e equipamentos industriais so os sensores capacitivos, indutivos, pticos, magnticos e ultrasnicos, alm dos sensores de presso, volume e temperatura, muito utilizados na indstria de processos.Basicamente, os sensores de proximidade apresentam as mesmas caractersticas de funcionamento.
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Possuem dois cabos de alimentao eltrica, sendo um positivo e outro negativo, e um cabo de sada de sinal. Estando energizados e ao se aproximarem do material a ser detectado, os sensores emitem um sinal de sada que, devido principalmente baixa corrente desse sinal, no podem ser utilizados para energizar diretamente bobinas de solenides ou outros componentes eltricos que exigem maior potncia.Diante dessa caracterstica comum da maior parte dos sensores de proximidade, necessria a utilizao de rels auxiliares com o objetivo de amplificar o sinal de sada dos sensores, garantindo a correta aplicao do sinal e a integridade do equipamento.
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Sensor Capacitivo: regis-tram a presena de qual-quer tipo de material. Distncia de deteco de 0 a 20 mm, dependendo da massa do material a ser detectado e das caracters-ticas determinadas pelo fabricante.
Sensor Indutivo capaz de detectar apenas materiais metlicos, a uma distncia de 0 a 2 mm, dependendo tambm do tamanho do material a ser detectado e das caractersticas especifi-cadas pelo fabricante.
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Sensor ptico: detectam a aproximao de qualquer tipo de objeto, desde que no seja transparente. Distncia de deteco de 0 a 100 mm, dependendo da luminosidade do ambiente. Normalmente, so construdos em dois corpos distintos, sendo um emissor de luz e outro receptor. Quando um objeto se coloca entre os dois, interrompendo a propagao da luz entre eles, um sinal de sada ento enviado ao circuito eltrico de comando.
Outro tipo de sensor ptico, muito usado na automao industrial, o do tipo reflexivo no qual emissor e receptor de luz so montados num nico corpo, o que reduz espao e facilita sua montagem entre as partes mveis dos equipamentos industriais. A distncia de deteco entretanto menor, considerando-se que a luz transmitida pelo emissor deve refletir no material a ser detectado e penetrar no receptor, o qual emitir o sinal eltrico de sada.
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Sensores Magnticos: detectam apenas a presena de materiais metlicos e magnticos, como no caso dos ims permanentes. So utilizados com maior freqncia em mquinas e equipamentos pneumticos e so montados diretamente sobre as camisas dos cilindros dotados de mbolos magnticos. Toda vez que o mbolo magntico de um cilindro se movimenta, ao passar pela regio da camisa onde externamente est posicionado um sensor magntico, este sensibilizado e emite um sinal ao circuito eltrico de comando.
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Sensor de Proximidade Magntico
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Pressostatos ou sensores de presso, so chaves eltricas acionadas por um piloto hidrulico ou pneumtico. So montados em linhas de presso hidrulica e/ou pneumtica e registram tanto o acrscimo como a queda de presso nessas linhas, invertendo seus contatos toda vez em que a presso do leo ou do ar comprimido ultrapassar o valor ajustado na mola de reposio.
Se a mola de regulagem deste pressostato for ajustada com uma presso de, por exemplo, 7 bar, enquanto a presso na linha for inferior a esse valor, seu contato 11/12 permanece fechado, ao mesmo tempo em que o contato 13/14 se mantm aberto. Quando a presso na linha ultrapassar os 7 bar ajustados na mola, os contatos se invertem, abrindo 11/12 e fechando 13/14.
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Os componentes de processamento de sinais eltricos so aqueles que analisam as informaes emitidas ao circuito pelos elementos de entrada, combinando-as entre si para que o comando eltrico apresente o comportamento final desejado diante dessas informaes.
Entre os elementos de processamento de sinais podemos citar os rels auxiliares, os contatoresde potncia, os rels temporizadores e os contadores, entre outros, todos destinados a combinar os sinais para energizao ou desenergizao dos elementos de sada.
Elementos de Processamento de Sinais
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Elementos de Processamento de SinaisRels Auxiliares: so chaves eltricas de quatro ou mais contatos, acionadas por bobinas eletromagnticas.
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Rels auxiliares com contatos comutadores: Este rel auxiliar utiliza contatos comutadores, ao invs dos tradicionais contatos abertos e fechados. Vantagem -versatilidade do uso de seus contatos. Podem-se empregar as mesmas combinaes (2 contatos NA e 2 NF ou 3 NA e 1 NF), alm de, se necessrio, todos os contatos abertos ou todos fechados ou ainda qualquer outra combinao desejada.
Elementos de Processamento de Sinais
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Elementos de Processamento de SinaisContatores de Potncia: Possuem as mesmas caractersticas construtivas e de funcionamento dos rels auxiliares, sendo dimensionados para suportar correntes eltricas mais elevadas, empregadas na energizao de dispositivos eltricos que exigem maiores potncias de trabalho.
Rels Temporizadores: ou rels de tempo, geralmente possuem um contato comutador acionado por uma bobina eletromagntica com retardo na energizao ou na desenergizao.
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Contador Predeterminador: os rels contadores registram aquantidade de pulsos eltricos a eles enviados pelo circuito e emitem sinais ao comando quando a contagem desses pulsos for igual ao valor neles programados. Utilizado principalmente para controlar o nmero de peas a serem produzidas. Ele registra em seu display o n de vezes que sua bobina for energizada ou receber um pulso eltrico de umelemento de entrada de sinal, geralmente de um sensor ou chave fim de curso. Atravs de uma chave seletora manual, possvel programar o n de pulsos que o rel deve contar, de maneira que, quando a contagem de pulsos for igual ao valor programado na chave seletora, o rel inverte seu contato comutador.
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Elementos de Sada de SinaisSo aqueles que recebem as ordens processadas e enviadas pelo comando eltrico e, a partir delas, realizam o trabalho final esperado do circuito. Entre os muitos elementos de sada de sinais disponveis no mercado, os que nos interessam mais diretamente so os indicadores luminosos e sonoros, bem como os solenides aplicados no acionamento eletromagntico de vlvulas hidrulicas e pneumticas.
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Os indicadores luminososindicadores luminosos so lmpadas incandescentes ou LEDs, utilizadas na sinalizao visual de eventos ocorridos ou prestes a ocorrer. So empregados, geralmente, em locais de boa visibilidade, que facilitem a visualizao do sinalizador. Os indicadores sonorosindicadores sonoros so campainhas, sirenes, cigarras ou buzinas, empregados na sinalizao acstica de eventos ocorridos ou prestes a ocorrer. Ao contrrio dos indicadores luminosos, os sonoros so utilizados, principalmente, em locais de pouca visibilidade, onde um sinalizador luminoso seria pouco eficaz.
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Solenides: So bobinas eletromagnticas que, quando energizadas, geram um campo magntico capaz de atrair elementos com caractersticas ferrosas, comportando-se como um im permanente.
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Circuitos Eletropneumticos
So esquemas de comando e acionamento querepresentam os componentes pneumticos e eltricos empregados em mquinas e equipamentosindustriais, bem como a interao entre esseselementos para se conseguir o funcionamentodesejado e os movimentos exigidos do sistemamecnico. O circuito pneumtico representa o acionamento das partes mecnicas, o circuitoeltrico representa a seqncia de comando dos componentes pneumticos para que as partesmveis da mquina ou equipamento apresentem osmovimentos finais desejados.
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Circuito 1: Ao acionarmos um boto de comando, a haste deveavanar. Enquanto mantivermos o boto acionado, a haste permanece avanada. Ao soltarmos, o cilindro retorna sua posioinicial.
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Circuito 02: Um cilindro de ao dupla acionado de dois locais diferentes e distantes entre si como, por exemplo, no comando de um elevador de cargasque pode ser acionado tanto do solo como da plataforma.
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Circuito 03: Um cilindro de ao dupla deve avanar somentequando dois botes de comando forem acionados simultaneamente(comando bi-manual). Soltando-se qualquer um dos dois botes de comando, o cilindro deve voltar imediatamente sua posio inicial.
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Circuito 04Um cilindro de ao dupla deve ser acionado por dois botes. Acionando-se o primeiro boto o cilindro deve avanar e permanecer avanado mesmo que o boto seja desacionado. O retorno deve ser comandado por meio de um pulso no segundo boto. Existem, na verdade, quatro possibilidades de comando do cilindro, por meio de trs vlvulas direcionais diferentes. Pode-se utilizar uma vlvula direcional de 5/2 vias acionada por dois solenides, ou uma vlvula direcional de 5/2 vias acionada por duplo servocomando(vlvula de impulso), ou ainda uma vlvula direcional de 5/2 vias acionada por solenide com reposicionamento por mola. As quatro alternativas diferentes de construo do circuito eletropneumtico sero apresentadas a seguir:
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Circuito 04 - Soluo A: utilizando uma vlvula direcional de 5/2 viasacionada por dois solenides, sem mola de reposio. Empregando-se uma vlvula direcional de 5/2 vias com acionamento por dois solenides, sem mola de reposio, basta efetuar um pulso nos botes para comandaros movimentos de avano e retorno do cilindro, no sendo necessriomanter os botes acionados para dar continuidade ao movimento.
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Circuito 04 soluo B: Utilizando uma vlvula direcional de 5/2 viasacionada por duplo servocomando (vlvula de impulso).Como na vlvula direcional com acionamento por servocomando o solenide no movimenta diretamente o carretel, apenas abre umapassagem interna de ar comprimido para que ele pilote a vlvula, noocorre o risco, neste caso, da queima de um dos solenides caso ambos sejam ligados ao mesmo tempo. Neste tipo de vlvula, quem empurra o carretel para um lado ou para outro o prprio ar comprimido.
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Soluo C: Utilizando uma vlvula direcional de 5/2 vias com acionamentopor servocomando e reposio por mola, com comando eltrico de auto-reteno e comportamento de desligar dominante.Neste caso, a vlvula direcional reposicionada por mola e no apresenta a mesma caracterstica de memorizao da vlvula de duplo servocomando, empregada na soluo B.
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Soluo D - Utilizando uma vlvula direcional de 5/2 vias com acionamento porservocomando e reposio por mola, com comando eltrico de auto-reteno ecomportamento de ligar dominante.Esta soluo apresenta as mesmas caractersticas construtivas da soluo anterior, considerando-se que o circuito pneumtico o mesmo, empregando uma vlvuladirecional de 5/2 vias com acionamento por servocomando e reposio por mola, o que exige que o comando eltrico tambm seja de auto-reteno mas, agora, comcomportamento de ligar dominante. De acordo com o que foi apresentado na soluoC, a vlvula direcional reposicionada por mola e no apresenta a mesmacaracterstica de memorizao da vlvula de duplo servocomando, empregada nasoluo B.
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Circuito 05: Um cilindro de ao dupla deve avanar, quando for acionado um boto de partida, e retornar automaticamente, ao atingir o final do curso de avano. H duas possibilidades pneumticas de soluo da situao problema apresentada, usando duas vlvulas direcionais diferentes, as quais exigiro dois comandoseltricos distintos para que o circuito eletropneumtico apresente o mesmofuncionamento.Soluo A: Utilizando uma vlvula direcional de 5/2 vias com acionamento porduplo servocomando que mantm memorizado o ltimo acionamento.
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Soluo B: Utilizando uma vlvula direcional de 5/2 vias com acionamento por servocomando e reposio por mola.
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E - para 6 setores secundrios
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K1 K1
IV
K3 K3
I I I
I I
I
V
K4 K4
K5 K5
VI
K2 K2
+ +
K1 K1
IV
K3 K3
I I I
I I
I
V
K4 K4
K5 K5
VI
K2 K2
+ +
K1 K1
IV
K3 K3
I I I
I I
I
V
K4 K4
K5 K5
VI
Tecnologia Eletropneumtica Industrial
56
2
13
4
5
Y1
S3
+
-
Y2
S2A
K1
13
14
Y2
2
13
4
5
Y3 Y4
S5 S4B
Y3
S3
I I
13
14
K1
21
22
S113
14
Y1
S5
I
11
12
Y4 K1
S213
14
S413
14
K1
13
14
+
-Circuito 11
Tecnologia Eletropneumtica Industrial
57
Circuito 12
2
13
4
5
Y1
S5
+
-
Y2
S2A
S113
14
2
13
4
5
Y3 Y4
S4 S3
B
I II
Fixao
Usinagem
A B
S311
12
K1
K111
14
Y1
K121
24
S213
14
Y3
K131
32
S5
11
12
Y4 Y2
S4
13
14
+
-
Tecnologia Eletropneumtica Industrial
58
Circuito 13
2
13
4
5
Y1
S7
+
-
Y2
S2
S113
14
Setor I ISetor I
A S5 S4B
2
13
4
5
Y3 Y4
S6 S3C
2
13
4
5
Y5 Y6
S411
12
K1
K111
14
Y1
K121
24
Y5
S213
14 S3
13
14
Y3
K131
32
S7
31
32
Y4 Y6 Y2
S7
13
14
S5
13
14
+
-
Tecnologia Eletropneumtica Industrial
59
2
13
4
5
Y1
S7
+
-
Y2
S2
S113
14
Setor II
Setor III
A S5 S4B
2
13
4
5
Y3 Y4
K611
12
K1
K111
14 S2
13
14
K4 K2
S3
13
14
K621
24
K211
14S4
13
14
K5
K511
14
K221
24
K3
K311
14 S5
13
14
K321
24
K6
K3
31
34
I I I
K2
31
34
K3
41
42 I I
K2
41
42
K1
31
34
I
K1
41
42
K351
52
Y1
K361
64
Y3
K411
14
IV
Y2
K151
54 K251
52
Y4
K421
24
K521
22 Setor I
Setor IV
+
-Circuito 14
Tecnologia Eletropneumtica Industrial
60
2
13
4
5
Y1
A S5 S4B
2
13
4
5
Y2
S3 S2Circuito 15Soluo A
+
-
S1
13
14
K5
11
12
K1
K1
11
14S2
13
14
K1
21
24
K2
K2
11
14 S3
13
14
K2
21
24
K3
K3
11
14S4
13
14
K3
21
24
K4
K4
11
14 S5
13
14
K4
21
24
K5
K1
31
34
K2
31
32
Y1
K3
31
34
K4
31
32
Y2
+
-
Tecnologia Eletropneumtica Industrial
61
2
13
4
5
Y1
S3
+
-
S2
S113
14
A S5 S4B
K5
11
12
K1
Y2
2
13
4
5
Y3 Y4
K1
11
14S2
13
14
K1
21
24
K2
K2
11
14 S3
13
14
K2
21
24
K3
K3
11
14 S4
13
14
K3
21
24
K4
K4
11
14 S5
13
14
K4
21
24
K5
K1
31
34
K2
31
32
Y1
K2
41
44
Y2
K3
31
34
K4
31
32
Y3
K4
41
44
Y4
+
-
Circuito 15Soluo B
Tecnologia Eletropneumtica Industrial
62
Circuito 16Soluo A
2
13
4
5
Y1
S5 S2A S4 S3B
2
13
4
5
Y2
A
B
Fixao
Usinagem
+
-
S113
14
K5
11
12
K1
K111
14S2
13
14
K1
21
24
K2
K211
14S3
13
14
K2
21
24
K3
K111
14S4
13
14
K3
21
24
K4
K411
14S5
13
14
K4
21
24
K5
K131
34
K4
31
32
Y1
K231
34
K3
31
32
Y2
+
-
Tecnologia Eletropneumtica Industrial
63
Circuito 16Soluo B
2
13
4
5
Y1
S5
+
-
S2
S213
14
A S4 S3B
K1
21
24
K2
2
13
4
5
Y3
A
B
Fixao
Usinagem
K211
14S3
13
14
K2
21
24
K3
K311
14 S4
13
14
K3
21
24
K4
K411
14 S5
13
14
K4
21
24
K5
K131
34K2
31
34
K3
31
32
Y3
K341
44
Y4
K441
44
Y2
+
-
Y4Y2
Y1
K4
31
32
S113
14
K5
11
12
K1
K111
14
Tecnologia Eletropneumtica Industrial
64
Circuito 17Soluo A
2
13
4
5
Y1
S7 S2A S5 S4B
2
13
4
5
Y2
S6 S3C
2
13
4
5
Y3
+
-
S113
14
K6
11
12
K1
K111
14S2
13
14
K1
21
24
K2
K211
14S3
13
14
K2
21
24
K3
K311
14S4
13
14
K3
21
24
K4
K411
14
K4
21
24
K5
S6
13
14
S5
13
14K5
11
14
K5
21
24
K6
S7
13
14
K5
31
32
Y1
K1
31
34
K4
31
32
Y3
K2
31
34
K4
41
42
Y2
K3
31
34
+
-
Tecnologia Eletropneumtica Industrial
65
2
13
4
5
Y1
S7
+
-
S2A S5 S4B
S113
14
K611
12
K1
2
13
4
5
Y3
S6 S3C
2
13
4
5
Y5
K111
14
Y2 Y4 Y6
S2
13
14
K121
24
K2
K211
14 S3
13
14
K221
24
K3
K311
14S4
13
14
K321
24
K4
K411
14 S5
13
14
K421
24
K5
K211
14
S6
13
14
S7
13
14
K521
24
K6
K131
34
K5
31
32
Y1
K431
34
K2
31
34
Y5
K3
31
34
Y3
K441
44
Y4
K541
44
Y2Y6
+
-
Circuito 17Soluo B
Tecnologia Eletropneumtica Industrial
66
Circuito 18Soluo A
2
13
4
5
Y1
S4 S2A S5 S3B
2
13
4
5
Y2+
-
S113
14
K711
12
K1
K111
14 S2
13
14
K8
K811
14
K1
21
24
K2
K211
14 S3
13
14
K2
21
24
K3
K311
14 S4
13
14
K9
K911
14
K3
21
24
K4
K411
14K8
21
24
K4
21
24
K5
K511
14 S5
13
14
K5
21
24
K6
K611
14K9
21
24
K6
21
24
K7
K131
34
K331
32
Y1
K431
34
K631
32
Y2
K231
34
K531
32
+
-
Tecnologia Eletropneumtica Industrial
67
Circuito 18Soluo B
2
13
4
5
Y1
S4 S2A S5 S3B
2
13
4
5
Y3 Y4Y2+
-
S113
14
K711
12
K1
K111
14 S2
13
14
K8
K811
14
K121
24
K2
K211
14 S3
13
14
K221
24
K3
K311
14 S4
13
14
K9
K911
14
K321
24
K4
K411
14 K821
24
K421
24
K5
K511
14 S5
13
14
K521
24
K6
K611
14 K921
24
K621
24
K7
K131
34
K331
32
Y1
K431
34
K631
32
K231
34
K531
32
Y3
K331
34
K431
32
Y2
K641
44K5
41
44
Y4
+
-
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