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UNIVERSIDADE PAULISTA
ALEXANDRE N MELKONIAN
LUCAS PEREIRA DE OLIVEIRA
VINICIUS SANTANA G. FERREIRA
MAYCON DIEGO FUCHI LANZO
JORGE PAULO R. DA SILVA
USO DO CLP NO PROCESSO INDUSTRIAL
SÃO PAULO
2011
1
ALEXANDRE N MELKONIAN
LUCAS PEREIRA DE OLIVEIRA
VINICIUS SANTANA G. FERREIRA
MAYCON DIEGO FUCHI LANZO
JORGE PAULO R. DA SILVA
USO DO CLP NO PROCESSO PRODUTIVO
SÃO PAULO
2011
Projeto Integrado Multidisciplinar apresentado à Universidade Paulista - UNIP como requisito parcial para conclusão do primeiro semestre do curso de tecnologia em Automação Industrial
2
ALEXANDRE N MELKONIAN
LUCAS PEREIRA DE OLIVEIRA
VINICIUS SANTANA G FERREIRA
MAYCON DIEGO FUCHI LANZO
JORGE PAULO R DA SILVA
USO DO CLP NO PROCESSO PRODUTIVO
Aprovado em
__________________________
Prof. Alberto Palazzo,Esp
Universidade Paulista
3
RESUMO
Este trabalho tem por finalidade familiarizar os estudantes do grupo com o mundo da automação.
Dentre as várias formas de controlar processos industriais, a que mais vem evoluindo ao longo do tempo, é o sistema de controles lógicos programáveis, a tal ponto de ser imprescindível sua utilização na indústria, para própria sobrevivência frente à concorrência.
Atualmente, máquinas e equipamentos para indústria de transformação são fabricados em função do CLP e novas matérias-primas, tornando o mercado de programação e parametrização dos aparelhos escassoS de mão de obra especializada.
Por meio de visita técnica e pesquisa de literaturas, o grupo demonstrou a importância da evolução de maquinários, matéria-prima e CLP dentro do processo industrial
Neste trabalho será abordada a aplicação de um CLP em uma máquina injetora de termoplásticos.
Palavras chave- Máquina injetora, PVC, CLP
ABSTRACT
This study aims to familiarize students in the group with the world of automation.Among the various ways to control industrial processes, has evolved the most over time, is the programmable logic control system, to the point of being essential to its use in industry for survival against the competition.
Currently, machinery and equipment manufacturing industry are manufactured according to the PLC and new raw materials, making the market for programming and configuration of the apparatus of scarce skilled labor.
Through visits and technical research literature, the group demonstrated the importance of the evolution of machinery, raw materials and industrial process within the PLC.
This paper will look at the application of a PLC in a thermoplastic injection molding machine.
Keywords-injection machine, PVC, PLC
4
SUMÁRIO
Conteúdo
1.INTRODUÇÃO......................................................................................................................................5
1.1 A empresa........................................................................................................................................6
2.1 Máquina injetora..............................................................................................................................7
2.2 Molde...............................................................................................................................................8
2.3 Processo de injeção........................................................................................................................11
2.3.1 VARIÁVEIS DURANTE O PROCESSO DE INJEÇÃO..........................................................................12
2.4 POLICLORETO DE VINILA................................................................................................................13
2.5 CLP (Controlador Lógico Programável)...........................................................................................22
3. Conclusão.........................................................................................................................................39
Fontes:..................................................................................................................................................40
5
1. INTRODUÇÃO
Com o crescimento da indústria do plástico, o desenvolvimento de novas
matérias-primas e a necessidade de injeção de peças complexas, houve a
necessidade de evolução das máquinas de injeção de plásticos, estudos mais
profundos sobre a aplicação de cada matéria-prima e o desenvolvimento de
periféricos para automação do processo, a fim de torná-lo cada vez mais rápido e
eficiente.
Em um mercado cada vez mais competitivo, a indústria busca qualidade nos
produtos fabricados e aumento da produtividade para torná-la mais eficiente e
competitiva dentro deste.
A evolução tecnológica não tem a função de substituir o elemento humano
dentro do processo fabril, mas sim, um meio de garantir uma alta produtividade, com
elevada eficiência e padrão de qualidade, permitindo com isso uma redução no
custo final do produto, bem como sua disponibilidade em tempos relativamente
menores e quantidades maiores.
Neste trabalho, demonstraremos as várias etapas do processo, suas variáveis
e como o CLP influência no aprimoramento do processo.
6
1.1 A empresa
Melko Plast Ltda, empresa familiar de pequeno porte, fundada em julho/1985,
atua no ramo de recuperação e transformação de plásticos, pelos processos de
injeção e extrusão.
Na extrusão, é recicladora e fabricante de bobinas plásticas em material
reciclado para uso em indústrias de tecelagem, embalagens (sacos plásticos) para
usos diversos, tais como peças usinadas, peças injetadas, estampadas e outros
seguimentos, sacos para lixo preto para uso doméstico e industrial, sacos para lixo
coloridos, usados na coleta seletiva de lixo em várias indústrias.
Na injeção, é fabricante de utilidade domésticas, tendo atualmente como
principal produto o Maxirodo, produto que foi foco da apresentação do processo aos
alunos que participaram da visita.
A Melko Plast Ltda está sediada a Rua Saguairú, 961, no bairro da Casa
Verde em São Paulo/SP, em prédio próprio, e conta com 07 colaboradores diretos
7
2.1 Máquina injetora
Injetoras são em regras gerais, máquinas universais, e são equipamentos
utilizados para fabricação descontínua de produtos em termoplásticos, termofixos,
elastômeros, alumínio, e zamak, preferencialmente a partir de fundidos
micromoleculares.
As máquinas injetoras estão especificadas pelo peso máximo de material que
pode ser moldado a cada ciclo de injeção. Este peso é determinado em gramas de
poliestireno, que é utilizado como material padrão com o qual é feita a margem de
capacidade de plastificação, porém o valor adequado dependerá do material a ser
moldado.
Para caracterizar uma injetora, devemos observar:
1) Capacidade de injeção: define a quantidade máxima de material a ser
injetado.
2) Capacidade de plastificação: é a quantidade máxima de material que a
injetora pode homogeneizar.
3) Pressão de injeção: pressão necessária para preencher o molde
4) Pressão de recalque: pressão exercida sobre o molde, após a injeção
5) Força de fechamento: pressão exercida sobre o molde, após o fechamento
e durante a injeção
6) Velocidade de injeção: velocidade com que a massa é enviada para dentro
do molde durante o preenchimento
Fig. 1 – Máquina Injetora de termoplásticos Universal. Fonte: HTTP://www.romi.com.br, acesso em 21/11/2011
8
Componentes de uma máquina injetora
A injetora é composta de um sistema capaz de homogeneizar e injetar o polímero
fundido para dentro de um molde que da forma ao produto, sendo as principais
partes:
Base
Conjunto injetor
Conjunto de fechamento
Conjunto elétrico e hidráulico
2.2 Molde
O molde de injeção é uma ferramenta construída com o objetivo de moldar
peças de plástico ou alumínio. Também é conhecida como matriz de injeção.
É construída de aços especiais ou não, dependendo das necessidades, e
possui as seguintes partes: cavidade, bucha de injeção, anel de centragem,
extratores, chapa porta extratores, chapa da cavidade, olhal, molas, etc.
Existem moldes de diversos tamanhos e formatos, conforme a utilidade. O
molde, normalmente composto por diversos tipos de aços, é colocado na máquina
injetora para injetar o plástico dentro do molde, e as peças plásticas obtidas da
injeção ou vão diretamente para o consumidor final, por exemplo copos plásticos,
tuperwares ou caixas de arrumação, ou são usadas para outro tipo de indústria que
conjuga várias peças para obter um produto final. Um exemplo disso é a indústria
automobilística que recorre cada vez mais a materiais plásticos para fazer os
veículos.
9
Há muitos tipos de molde de injeção, muitos deles caros e complexos. É a
principal parte do processo de injeção, sua construção é onerosa , demorada e
considera, principalmente, o formato da peça, sua aplicação, e material.
O molde tem por obrigação conduzir o material, da maneira mais
aerodinamica para a cavidade, e resfriar a peça, sem nenhum defeito.
O resfriamento do molde exige controle, que é conseguido com canais
geometricamente dispostos ao redor da cavidade. Os dutos de refrigeração devem
estar eqüidistantes da cavidade para conseguir uma temperatura uniforme na
cavidade.
A água é refrigerada por uma unidade de refrigeração agregada ao processo
de moldagem por injeção, controlando com rigor a temperatura do fluido refrigerante,
que mantém todo o corpo do molde com temperatura uniforme, o que é
imprecindível para o bom desempenho do processo.
O molde é constituido de no mínimo duas partes, uma é instalada na placa
fixa da injetora, e a outra na placa móvel. Possui pinos de encaixe que direcionam a
parte móvel a se juntar à fixa, num ajuste perfeito.
O alinhamento das duas partes é fundamental, evitando-se assim, qualquer
vazamento do plástico quando o mesmo é injetado sob pressão na cavidade. O bico
injetor convexo se junta a entrada côncava e fria do canal primário, para impedir
vazamento e resfriar o plástico, facilitando a quebra do rabicho.
Rabicho é a parte que fica ligada à peça, entre o bico de alimentação e o
canal de injeção, sua separação é feita manualmente pelo operador da máquina, e é
posteriormente moida para ser reciclada.
Quando o molde possui três partes, a terceira parte é posicionada entre as
duas principais, e é denominada flutuante. A cavidade neste caso fica entre a central
e a fixa. O rabicho fica entre elas, permitindo a separação automática da peça
moldada e o rabicho.
10
Outros tipos de molde são também projetados, sempre com a finalidade de
agilizar a operação, reduzir custos e melhorar a qualidade da peça moldada. Pode-
se mencionar os seguintes tipos:
- Molde com partes móveis ou de mandíbula, para injetar peças com
reentrancias;
- Molde com válvulas, para vedar vazamento de rezina;
- Molde com inserção metálica, que permite a inserção de um objeto metálico
na peça moldada.
Um bom desenho de molde é um pré-requisito para a produção de artigos
moldados de boa qualidade, e nenhum artifício de controle de máquina, por mais
original que seja, é capaz de melhorar os produtos obtidos com um molde mal
desenhado.
Dentre outras variáveis que influenciam o desempenho do molde, pode-se
citar:
1- Número de cavidades do molde
2- Peso do material em cada injeção
3-Ciclo de moldagem
4-Força de fechamento do molde
5-Abertura do molde
6-Alimentação
7-Resfriamento
8-Aquecimento
9-Contração do plástico
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2.3 Processo de injeção
Processo de moldagem por injeção consiste basicamente no aquecimento da
matéria-prima, o plástico, passando do estado sólido, normalmente encontrado em
pó, granulado de formas geométricas diversas (PP, PC, entre outros) ou flocos
(flakes) como nos materiais reciclados, para o estado pastoso ou plastificado. Tal
alteração se dá por conseqüência do aquecimento do cilindro da unidade de injeção,
calor este transmitido por resistências elétricas e por atrito da matéria-prima durante
o processo de dosagem. (BLASS, 1988, p.153).
Segundo Blass (1988) injeção não é um processo contínuo, e sim
intermitente, seguindo um período chamado de “ciclo de injeção” que pode conter
eventos que se intercalam ou eventos que só ocorrem após o término do anterior.
O polímero é alimentado na injetora através de um funil de alimentação, A
rosca, em temperatura de trabalho, carrega o polímero do funil para a parte frontal
desta, girando e atuando como rosca sem fim, enquanto a rosca gira, ele se
locomove para trás, criando espaço à sua frente para acomodar o polímero que ela
homogeneizou e fundiu. A rosca deposita quantidade necessária de polímero para
injeção, em sua parte dianteira.
Quando a quantidade necessária de material é homogeneizada, pode ocorrer
um tempo de espera até que o molde esteja vazio e fechado para receber a injeção
da próxima quantidade de massa fundida.
Encerrado o processo de carregamento, a rosca passa a atuar como se fosse
um pistão,” empurrando” a massa em alta pressão para o interior de um molde
relativamente frio, onde endurece e toma a forma final. O produto moldado é então
expelido do molde por meio de pinos ejetores, ar comprimido, prato de arranque ou
outro equipamento auxiliar.
O processo de injeção é processo cíclico, para cada seqüência mostrado na figura
abaixo, temos um parâmetro para regular e interagir.
12
Fonte-Processamentodoplastico.blogspot.com
2.3.1 VARIÁVEIS DURANTE O PROCESSO DE INJEÇÃO
A) Tempo de ciclo: tempo necessário para completar todas as fases de um ciclo
de moldagem completa em uma injetora. Influenciada diretamente pela
viscosidade do material,deve ser o mínimo do ponto de vista econômico,
porém deve ser dentro dos limites da boa qualidade.
B) Velocidade de injeção: velocidade de avanço da rosca no momento em que o
material é injetado
C) Tempo de injeção: tempo estabelecido para realizar a operação de injeção da
peça injetada
D) Tempo estabelecido para que a rosca continue fazendo pressão sobre o
produto injetado
E) Tempo de resfriamento: tempo que o produto permanece dentro do molde
para memorizar o formato. Ao iniciar o tempo de resfriamento, inicia-se a
dosagem da próxima fase de injeção
F) Temperatura do molde: Controlado através da temperatura da água que
circula dentro do molde. Deve ser constante e abaixo do ponto de
amolecimento do material.
G) Temperatura de fluídos: controlado através da água circulante dentro de
serpentinas imersos no tanque de óleo da máquina
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H) Temperatura da rosca: estabelecida pelo preparador e controlada pelo painel
de comando. A temperatura é responsável pela plastificação correta ou não
de material, e a temperatura do material depende não só da temperatura da
rosca, como também da velocidade com que o material passa pela mesma.
Um aquecimento uniforme do material depende, em suma, de um correto
controle da temperatura do canhão
I) Dosagem: quantidade de material utilizado para preenchimento das
cavidades do molde
J) Pressão de injeção: pressão com que o material é injetado no molde. Varia de
maneira ampla conforme o tipo de molde ou de máquina. Em geral deve-se
procurar o uso do mínimo de pressão, para obtenção de artigos moldados,
livres de defeitos internos e superficiais. Excesso de pressão provoca em
geral, escape de material pelas juntas.
K) Pressão de recalque: Pressão que a rosca exerce sobre o molde após a
injeção
Produtos sem defeito e propriedades otimizadas serão obtidos:
a) Utilizando máquinas injetoras com suficiente capacidade plástica
b) Utilizando moldes bem projetados e bem acabados
c) Controlando a uniformidade e constância da temperatura e da pressão de
injeção
d) Enchendo rapidamente de forma racional, as cavidades do molde
e) resfriando a massa plástica das cavidades com eficiência
2.4 POLICLORETO DE VINILA
A FABRICAÇÃO DO PVC :
O PVC é o material ideal para as mais diversas aplicações. É o único material
plástico que não é 100% derivado do petróleo, contendo, em peso, 57% de cloro
(originado do cloreto de sódio – sal de cozinha) e 43% de eteno (derivado do
petróleo).
14
A partir do sal marinho, pelo processo de eletrólise, obtém-se o cloro, soda
cáustica e hidrogênio. A eletrólise é a reação química resultante da passagem de
uma corrente elétrica por água salgada (salmoura). Assim se dá a obtenção do
cloro, que representa 57% da resina de PVC produzida.
O petróleo, que representa apenas 43% desta resina, passa por um caminho
um pouco mais longo. O primeiro passo é uma destilação do óleo cru, obtendo-se aí
a nafta leve. Esta passa, então, pelo processo decraqueamento catalítico (quebra de
moléculas grandes em moléculas menores com a ação de catalisadores para
aceleração do processo), gerando-se o eteno. Tanto o cloro como o eteno estão na
fase gasosa e eles reagem produzindo o DCE (dicloro etano). A partir daí, obtém-se
o MCV (mono cloreto de vinila, unidade básica do polímero). As moléculas de MVC
são submetidas ao processo de polimeração, ou seja, elas vão se ligando formando
uma molécula muito maior, conhecida como PVC (policloreto de vinila), que é um pó
muito fino, de cor branca, e totalmente inerte.
O PVC pode ser rígido ou flexível, opaco ou transparente, brilhante ou fosco,
colorido ou não. Estas características são obtidas com a utilização de plastificantes,
estabilizantes, pigmentos, entre outros aditivos, usados na formulação do PVC.
Abaixo o fluxograma de fabricação do PVC e sua fórmula química:
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Características do PVC:
- Leve (1,4 g/cm3), o que facilita seu manuseio e aplicação;
- Resistente à ação de fungos, bactérias, insetos e roedores;
- Resistente à maioria dos reagentes químicos;
- Bom isolante térmico, elétrico e acústico;
- Sólido e resistente a choques;
- Impermeável a gases e líquidos;
- Resistente às intempéries (sol, chuva, vento e maresia);
- Durável: sua vida útil em construções é superior a 50 anos;
- Não propaga chamas: é auto extinguível;
- Versátil e ambientalmente correto;
- Reciclável e reciclado;
- Fabricado com baixo consumo de energia.
TECNOLOGIA DE UTILIZAÇÃO :
O processo de obtenção das resinas de PVC é o responsável por suas
características únicas de processo. Enquanto que a maioria dos polímeros são
obtidos por processos diversos de polimerização e fornecidos ao mercado
consumidor na forma de grânulos regulares prontos para o processamento
(geralmente aditivadas em alguma etapa de seu processo de produção), as resinas
de PVC são comercializadas usualmente na forma de um pó branco e fino, ao qual
deverão ser adicionados aditivos que tornam o PVC processável, além de conferir-
lhe características específicas.
A tecnologia da utilização do PVC reside em sua morfologia e aditivos
incorporados (Portingell 1982, Titow 1984 e Witenhafer 1986), uma vez que algumas
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das propriedades deste polímero são atribuídas à sua estrutura única. A
versatilidade de aplicações, por sua vez, é função direta da infinita gama de
combinações de aditivos possíveis de serem incorporados à resina base. A mistura
de resina de PVC com os aditivos é conhecida como composto de PVC ou composto
vinílico, e dependendo das substâncias adicionadas e suas quantidades é possível
moldar artigos em PVC com aspecto desde o totalmente rígido (tal como um tubo
para distribuição de água potável) ou ainda tão flexível e com aspecto borrachoso
como uma mangueira de jardim.
Uma vez que a resina de PVC é totalmente atóxica e inerte, a escolha de
aditivos com estas mesmas características permite a fabricação de filmes, lacres e
laminados para embalagens, brinquedos e acessórios médico-hospitalares, tais
como mangueiras para sorologia e catéteres. Davidson e Witenhafer (1980),
Portingell (1982), Titow (1984), Witenhafer (1986)Summers (1997) são unânimes ao
listar que a versatilidade do PVC reside em dois pontos principais:
- A morfologia das partículas das resinas de PVC, responsável pela estrutura de
sub-particulas entremeadas por poros, os quais são receptivos aos aditivos
incorporados durante o processamento, permitindo a perfeita interação entre estes e
o polímero;
- A necessidade de incorporação de aditivos para o adequado processamento do
PVC implica no desenvolvimento de uma nova formulação de composto para cada
produto a ser moldado, com características específicas de desempenho,
propriedades e processabilidade.
A IMPORTÂNCIA DO PVC PARA HUMANIDADE :
São suas propriedades, características, relação custo/beneficio. Combinados,
esses aspectos revelam suas potencialidades de aplicação.
O PVC é largamente utilizado tanto na área médica e alimentícia quanto na
construção civil, embalagens, calçados, brinquedos, fios e cabos, revestimentos,
indústria automobilística, etc., onde sua presença tem se mostrado tão necessária
quanto indispensável.
17
Isso tudo pelo fato do PVC ser um plástico versátil, resistente, impermeável,
durável, inócuo e 100% reciclável; não se corrói, é isolante térmico e acústico e não
propaga fogo, podendo ser produzido em qualquer cor, desde transparente até
opaco e de rígido a flexível.
O seu maior uso é na construção civil, segmento que necessita de produtos
competitivos, econômicos energeticamente e de longa vida útil. O ciclo de vida útil
dos produtos de PVC varia de 15 a 100 anos, sendo a média superior a 60 anos.
Na área médica, onde é utilizado há várias décadas, não existe produto
melhor e mais seguro para serem usado em bolsas de sangue e soro, tubos
endotraqueais, catéteres cardiovasculares, entre várias outras aplicações.
Essas são algumas das razões pelas quais o PVC terá um futuro duradouro,
pois dadas as suas mais variadas aplicações e onipresença no cotidiano das
pessoas, tornou-se um produto indispensável à vida contemporânea.
O PVC ocupa lugar de destaque entre os materiais plásticos presentes no
nosso cotidiano. Ele tem papel importante na indústria e na sociedade pois está nas
mais diversas aplicações, desde produtos médico-hospitalares e embalagens para
alimentos até peças de alta tecnologia, como as usadas em equipamentos
espaciais, passando por produtos aplicados à habitação e saneamento básico,
dentre diversos outros setores. A cada instante, onde encontramos conforto e
modernidade, encontramos o PVC. Sua presença tornou-se tão familiar que nem
mais a notamos.
O PVC é atóxico, leve, sólido, resistente, impermeável, estável e não propaga
chamas. Tem qualidades que o tornam adaptável a múltiplos usos, da garrafa ao
painel do carro, sendo o único plástico utilizado para a fabricação de bolsas de
sangue. Sem dúvida, ele é parte integrante do nosso dia-a-dia.
APLICAÇÃO DOS COMPOSTOS DE PVC:
O PVC pode ser rígido ou flexível, opaco ou transparente, brilhante ou fosco,
colorido ou não. Estas características são obtidas com a utilização de plastificantes,
estabilizantes térmicos, pigmentos, entre outros aditivos, usados na formulação do
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PVC. Depois de formulado, obtêm-se os compostos de PVC que são utilizados na
fabricação de uma série de produtos, tais como:
- Produtos médico-hospitalares: embalagens para medicamentos, bolsas de
sangue (sendo o material que melhor conserva o sangue), tubos para transfusão e
hemodiálise, artigos cirúrgicos, além de pisos de salas onde é indispensável o alto
índice de higiene;
- Janelas: oferecem excelente resistência às mudanças de clima e à passagem dos
anos, mesmo em ambientes corrosivos (por exemplo, beira-mar), em áreas rurais ou
urbanas;
- Pisos e revestimentos de paredes: peças decorativas, resistentes e facilmente
laváveis;
- Brinquedos e artigos infláveis: bolas, bóias, colchões e barcos, etc.;
- Artigos escolares: facilmente moldados, têm grade variedade de aspectos (cor,
brilho, transparência) e baixo custo;
- Embalagens: usadas para acondicionar alimentos, protegendo-os contra umidade
e bactérias. Estas embalagens são impermeáveis ao oxigênio e ao vapor,
dispensando, assim, o uso de conservantes, preservando o aroma;
- Tecidos espalmados decorativos e técnicos: usados principalmente para
móveis, vestuários, malas e bolsas;
- Garrafas para água mineral: leves e transparentes;
- Estruturas de computadores: assim como peças técnicas destinadas à indústria
eletrônica;
- Automóveis: aplicado a revestimento de interiores devido à sua facilidade de
moldagem e de manutenção;
- Tubos e conexões: utilizados na canalização de água (potável ou não) e esgotos,
pois são resistentes e facilmente transportados e manipulados graças ao seu baixo
peso. No caso da água potável evita contaminações externas e previne perdas por
vazamento, devido à fácil e eficiente soldagem entre os tubos e as conexões.
Também são muito utilizados em sistemas de irrigação, de redes subterrâneas e de
19
superfícies a tubulações e filtros para poços profundos e minas, além de redes de
drenagem agrícolas e de estradas;
- Mangueiras: são flexíveis, transparentes e coloridas;
- Laminados: utilizados para embelezar e melhorar painéis de madeira e metal.
Resistem bem ao tempo, aos raios ultravioletas, à corrosão e à abrasão;
- Laminados impermeáveis: utilizados em piscinas, túneis, tetos, etc. e também
para a impermeabilização de aterros sanitários, protegendo o solo e lençóis
freáticos;
- Frascos para acondicionar cosméticos e produtos domésticos: por sua
impermeabilidade e resistência a produtos químicos e ótima relação custo benefícios
na hora da troca de moldes, além de facilitar o design;
- Móveis de jardim: têm grande resistência às variações climáticas e são de fácil
manutenção.
O PVC na construção Civil:
A construção civil é responsável por mais de 60% do mercado brasileiro e
mundial do PVC. Pela durabilidade, vem conquistando cada vez mais espaço em
edificações e obras públicas. Atua como calhas, eletro dutos, esquadrias, portas e
janelas, recobrimentos de fios, forros e divisórias, galpões infláveis e estruturados,
mantas de impermebialização, persianas e venezianas, pisos, rede de saneamento
básico, revestimento de parede e piscinas, etc.
O PVC rígido é o material adequado para o transporte de água, pois evita
contaminações externas e previne perdas por vazamento, devido à fácil e eficiente
soldagem entre os tubos e as conexões. Ocupa lugar de destaque no saneamento e
na irrigação.
Principais processos de fabricação de produtos de PVC são baseados em
extrusão. A produção de tubos rígidos de PVC normalmente é feita por meio da
utilização de extrusoras de rosca dupla, a partir do composto na forma de “dryblend”.
No passado utilizavam-se extrusoras de rosca simples, principalmente em tubos de
20
menores diâmetros, porém essa tecnologia hoje apresenta pouca competitividade
em relação à extrusão com rosca dupla, que pode atingir produtividade da ordem de
1.000 Kg/h.
O processo de produção de tubos rígidos de PVC inicia-se na Extrusora,
responsável pela gelificação, plastificação e homogeneização do composto
originalmente na forma de pó. Uma vez fundido, o composto alimenta a matriz,
responsável pela conformação do material na forma do produto final. À saída da
matriz encontra-se um calibrador a vácuo, o qual resfria o material fundido e dá
dimensões ao produto final. Para linhas de maior profundidade ou em tubos de
maiores espessuras é comum a utilização de água gelada no resfriamento do
calibrador, de modo a conseguir maiores taxas de remoção de calor. Na sequência
do calibrador propriamente dito, dentro da própria câmara de vácuo, o tubo passa
por uma série de jatos de água para resfriamento adicional. Nas linhas de alta
produtividade ou na produção de tubos de maiores espessuras podem ainda ser
incorporadas banheiras adicionais de resfriamento. A frente de linha encontra-se o
puxador e o dispositivo de corte e recepção das barras cortadas. Uma vez cortadas,
as barras passam por um dispositivo de formação de bolsa: por meio de
aquecimento de uma de suas pontas, o tubo recebe um macho que ajusta o
diâmetro interno do tubo para perfeito acoplamento entre as barras. Outros tipos de
tubos podem sofrer processos de incorporação de roscas machos e fêmeas, como
no caso de tubos para irrigação, ou ainda incorporação de juntas de borracha para
garantir estanqueidade na junção ponta/bolsa.
Com relação à matriz vale comentar que a mesma deve ser projetada para
suportar altas pressões, principalmente nas máquinas de maior produtividade. O
projeto deve ainda levar em conta a ausência de “pontos mortos” ou pontos de
estagnação, ou seja, pontos de pouca ou nenhuma velocidade de fluxo do composto
no interior da matriz. Devido à sensibilidade inerente do PVC à temperatura, o
mesmo pode sofrer degradação nesses pontos de retenção, causando problemas de
marcas nos tubos e fazendo com que o processo tenha de ser interrompido com
maior frequência para abertura e limpeza do ferramental, com impacto direto nos
custos de produção devido às perdas de horas produtivas e descarte de material
devido à necessidade de novos ajustes na partida do equipamento. Observam-se os
principais componentes da matriz: flange de acoplamento à Extrusora, torpedo,
21
aranha (ou cruzeta), macho e matriz, responsáveis pela conformação do composto
fundido no formato do tubo.
A VIDA ÚTIL DOS PRODUTOS DE PVC:
A maioria dos produtos de PVC (perfis de janelas, tubos de distribuição de
água e de saneamento, revestimento de cabos entre outros) tem uma vida útil muito
longa. Por outro lado, as embalagens de PVC têm curto tempo de utilização, por
serem descartáveis. No entanto, a proporção dos plásticos nos aterros sanitários é
baixa (em média, 6% do peso total), sendo que o PVC, que é reciclável, representa
apenas, em média, 0,8% desse total.
O CICLO DE VIDA ÚTIL DOS PRODUTOS À BASE DE PVC:
O ciclo de vida útil desse produto varia de 15 a 100 anos em 64% dos casos,
de 2 a 15 anos em 24% dos casos e até dois anos em 12% dos casos. A reciclagem
Mecânica (reaproveitamento do material descartado para confecção de outros
produtos), a Energética (recuperação da energia contida no resíduo plástico) e a
Química (retorno às matérias-primas de origem), são maneiras bem eficientes de
reaproveitá-lo. O PVC reciclado tem diversas aplicações, é utilizado na camada
central de tubos de esgoto, em reforços para calçados, juntas de dilatação para
concreto, perfis, cones de sinalização, etc. Em alguns países, a Legislação já
permite a utilização de plástico reciclado como camada intermediária em uma
embalagem, mesmo esta sendo destinada a armazenar alimentos. A condição é que
nesta embalagem, a camada de plástico que ficará em contato com o alimento seja
fabricada com plástico virgem.
22
2.5 CLP (Controlador Lógico Programável)
INTRODUÇÃO
No início da industrialização, os processos industriais utilizavam o máximo da
força da mão-de-obra. A produção era composta por etapas ou estágios, nos quais
as pessoas desenvolviam sempre as mesmas funções, especializando-se em certa
tarefa ou etapa da produção. Assim temos o princípio da produção seriada. O
mesmo ocorria com as máquinas de produção, que eram específicas para uma
aplicação, o que impedia seu uso em outras etapas da produção, mesmo que
tivesse características muito parecidas. Com o passar do tempo e a valorização do
trabalhador, foi preciso fazer algumas alterações nas máquinas e equipamentos, de
forma a resguardar a mão de obra de algumas funções inadequadas à estrutura
física do homem. A máquina passou a fazer o trabalho mais pesado e o homem, a
supervisioná-la. Com a finalidade de garantir o controle do sistema de produção,
foram colocados sensores nas máquinas para monitorar e indicar as condições do
processo.
O controle só é garantido com o acionamento de atuadores a partir do
processamento das informações coletadas pelos sensores. Automatizar um sistema
tornou-se muito mais viável à medida que a eletrônica avançou e passou a dispor de
circuitos capazes de realizar funções lógicas e aritméticas com os sinais de entrada
e gerar respectivos sinais de saída. Com este avanço, o controlador, os sensores e
os atuadores passaram a funcionar em conjunto, transformando processo em um
sistema automatizado, onde o próprio controlador toma decisões em função da
situação dos sensores e aciona os atuadores. Os primeiros sistemas de automação
operavam por meio de sistemas eletromecânicos, com relés e contadores. Nesse
caso, os sinais acoplados à máquina o equipamento a ser automatizado acionam
circuitos lógicos a relés que disparam as cargas e atuadores. Com o avanço da
eletrônica, as unidades de memória ganharam maior capacidade e com isso
armazenam todas as informações necessárias para controlar diversas etapas do
processo.
Os circuitos lógicos tornaram-se mais rápidos, compactos e capazes de
receber mais informações de entrada, atuando sobre um número maior de
23
dispositivos de saída. Chegamos, assim, aos micros controladores responsáveis por
receber informações das entradas, associá-las às informações contidas na memória
e a partir destas desenvolver um a lógica para acionar as saídas. Toda esta
evolução nos levou a sistemas compactos, com alta capacidade de controle, que
permitem acionar diversas saídas em função de vários sinais de entradas
combinados logicamente. Outra etapa importante desta evolução é que toda a lógica
de acionamento pode ser desenvolvida através de software, que determina ao
controlador a seqüência de acionamento a ser desenvolvida. Este tipo de alteração
da lógica de controle caracteriza um sistema flexível. Os CLP’s são equipamentos
eletrônicos de controle que atuam a partir desta filosofia.
O Controlador Lógico Programável (CLP) nasceu praticamente dentro da
indústria automobilística americana, especificamente na Hydronic Division da
General Motors, em 1968, devido a grande dificuldade de mudar a lógica de controla
de painéis de comando a cada mudança na linha de montagem. Tais mudanças
implicavam em altos gastos de tempo e dinheiro. Sob a liderança do engenheiro
Richard Morley, foi preparada uma especificação que refletia as necessidades de
muitos usuários de circuitos à reles, não só da indústria automobilística, como de
toda a indústria manufatureira. Nascia assim, um equipamento bastante versátil e de
fácil utilização, que vem se aprimorando constantemente, diversificando cada vez
mais os setores industriais e suas aplicações, o que justifica hoje (junho /1998) um
mercado mundial estimado em 4 bilhões de dólares anuais.
Desde o seu aparecimento, até hoje, muita coisa evoluiu nos controladores
lógicos, como a variedade de tipos de entradas e saídas, o aumento da velocidade
de processamento, a inclusão de blocos lógicos complexos para tratamento das
entradas e saídas e principalmente o modo de programação e a interface com o
usuário.
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DIVISÃO HISTÓRICA
Podemos didaticamente dividir os CLP’s historicamente de acordo com o
sistema de programação por ele utilizado:
1a. Geração: Os CLP’s de primeira geração se caracterizam pela programação
intimamente ligada ao hardware do equipamento. A linguagem utilizada era o
Assembly que variava de acordo com o processador utilizado no projeto do CLP, ou
seja, para poder programar era necessário conhecer a eletrônica do projeto do CLP.
Assim a tarefa de programação era desenvolvida por uma equipe técnica altamente
qualificada, gravando-se o programa em memória EPROM, sendo realizada
normalmente no laboratório junto com a construção do CLP.
2a. Geração: Aparecem as primeiras “Linguagens de Programação” não tão
dependentes do hardware do equipamento, possíveis pela inclusão de um
“Programa Monitor“ no CLP, o qual converte (no jargão técnico, Compila), as
instruções do programa, verifica o estado das entradas, compara com as instruções
do programa do usuário e altera o estados das saídas. Os Terminais de
Programação (ou Maletas, como eram conhecidas) eram na verdade Programadores
de Memória EPROM. As memórias depois de programadas eram colocadas no CLP
para que o programa do usuário fosse executado.
3a. Geração: Os CLP’s passam a ter uma Entrada de Programação, onde um
Teclado ou Programador Portátil é conectado, podendo alterar, apagar, gravar o
programa do usuário, além de realizar testes (Debug) no equipamento e no
programa. A estrutura física também sofre alterações sendo a tendência para os
Sistemas Modulares com Bastidores ou Racks.
4a. Geração: Com a popularização e a diminuição dos preços dos micro-
computadores (normalmente clones do IBM PC), os CLP’s passaram a incluir uma
entrada para a comunicação serial. Com o auxílio dos microcomputadores a tarefa
de programação passou a ser realizada nestes. As vantagens eram a utilização de
várias representações das linguagens, possibilidade de simulações e testes,
treinamento e ajuda por parte do software de programação, possibilidade de
armazenamento de vários programas no micro, etc.
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5a. Geração: Atualmente existe uma preocupação em padronizar protocolos de
comunicação para os CLP’s, de modo a proporcionar que o equipamento de um
fabricante “converse” com o equipamento outro fabricante, não só CLP’s, como
Controladores de Processos, Sistemas Supervisórios, Redes Internas de
Comunicação e etc., proporcionando uma integração a fim de facilitar a automação,
gerenciamento e desenvolvimento de plantas industriais mais flexíveis e
normalizadas, fruto da chamada Globalização. Existe uma Fundação Mundial para o
estabelecimento de normas e protocolos de comunicação.
VANTAGENS DO USO DE CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS
- Ocupam menor espaço;
- Requerem menor potência elétrica;
- Podem ser reutilizados;
- São programáveis, permitindo alterar os parâmetros de controle;
- Apresentam maior confiabilidade;
- Manutenção mais fácil e rápida;
- Oferecem maior flexibilidade;
- Apresentam interface de comunicação com outros CLP’s e computadores de
controle;
- Permitem maior rapidez na elaboração do projeto do sistema.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
De modo simplista, o CLP funciona basicamente por um sistema de controle
sobre processos. Para que esse controle seja correto é preciso que o processo que
se deseja controlar seja monitorado, papel este desempenhado por sensores. O
CLP então atua sobre o processo com base nas leituras dos sensores, por meio de
atuadores. Observe a figura 1:
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Figura 1. Diagrama em Blocos de um Sistema de Automação.
Podemos apresentar a estrutura de um CLP dividida em três partes: entrada,
processamento e saída. Observe a figura 2.
Figura 2. Estrutura básica de um CLP.
Os sinais de entrada e saída dos CLP's podem ser digitais ou analógicos.
Existem diversos tipos de módulos de entrada e saída que se adequam às
necessidades do sistema a ser controlado. Os módulos de entrada e saídas são
compostos de grupos de bits, associados em conjunto de 8 bits (1 byte) ou conjunto
de 16 bits, de acordo com o tipo da CPU. As entradas analógicas são módulos
conversores A/D, que convertem um sinal de entrada em um valor digital,
normalmente de 12 bits (4096 combinações).
As saídas analógicas são módulos conversores D/A, ou seja, um valor binário
é transformado em um sinal analógico. Os sinais dos sensores são aplicados às
entradas do controlador e a cada ciclo (varredura) todos esses sinais são lidos e
27
transferidos para a unidade de memória interna denominada memória imagem de
entrada. Estes sinais são associados entre si e aos sinais internos.
Ao término do ciclo de varredura, os resultados são transferidos à memória
imagem de saída e então aplicados aos terminais de saída. Este ciclo está
representado na figura 3.
Figura 3. Ciclo de processamento dos CLP’s.
LÓGICA MATEMÁTICA E BINÁRIA
A lógica binária possui apenas dois valores que são representados por: 0 e 1.
A partir desses dois símbolos construímos então uma base numérica binária. A partir
desses conceitos foram criadas as portas lógicas, que são circuitos utilizados para
combinar níveis lógicos digitais de formas específicas. Portas lógicas básicas: AND,
OR e NOT (Tabela 1).
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Tabela 1. Três principais portas lógicas do CLP.
Os CLP’s vieram a substituir elementos e componentes eletro-eletrônicos de
acionamento e a linguagem utilizada na sua programação é similar à linguagem de
diagramas lógicos de acionamento desenvolvidos por eletrotécnicos e profissionais
da área de controle, esta linguagem é denominada linguagem de contatos ou
simplesmente LADDER. A linguagem Ladder permite que se desenvolvam lógicas
combinatórias, seqüenciais e circuitos que envolvam ambas, utilizando como
operadores para estas lógicas: entradas, saídas, estados auxiliares e registros
numéricos. A Tabela 2 nos mostra os três principais símbolos de programação.
Para entendermos a estrutura da linguagem vamos adotar um exemplo bem
simples: o acionamento de uma lâmpada L a partir de um botão liga / desliga.
Na figura 4 temos o esquema elétrico tradicional, o programa e as ligações no
CLP. Para entendermos o circuito com o CLP, vamos observar o programa
desenvolvido para acender a lâmpada L quando acionamos o botão B1. O botão B1,
normalmente aberto, está ligado à entrada I0.0 e a lâmpada está ligada à saída
Q0.0. Ao acionarmos BI, 10.0 é acionado e a saída Q0.0 é energizada. Caso
quiséssemos que a lâmpada apagasse quando acionássemos B1 bastaria trocar o
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contato normal aberto por um contato normal fechado, o que representa a função
NOT (NÃO).
Figura 4. Acionamento de uma lâmpada.
Podemos desenvolver programas para CLP’s que correspondam a operações
lógicas combinatórias básicas da álgebra de Boole, como a operação AND (E). Na
área elétrica a operação AND corresponde à associação em série de contatos, como
indicado na figura 5.
Figura 5. Função AND (E).
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Outra operação lógica básica é a função OR, que corresponde à associação
em paralelo de contatos, como indicado na figura 6.
Figura 6. Função OR (OU).
Assim, podemos afirmar que todas as funções lógicas combinacionais podem
ser desenvolvidas em programação e executadas por CLP's, uma vez que todas
derivam dos básicos: NOT, AND e OR A flexibilidade dos CLP's é percebida neste
momento, pois as alterações lógicas podem ocorrer com grande facilidade, sem que
sejam necessárias alterações do hardware ou inclusão de componentes eletrônicos
ou elétricos. Esta é a principal característica dos sistemas de automação flexíveis e
o que faz dos CLP's ferramentas de grande aplicação nas estruturas de automação.
Além da linguagem de contatos, existem outras formas de programação
características de cada fabricante.
A utilização desses controladores contempla, por conseguinte alguns passos
genéricos:
- definição da função lógica a ser programado;
- transformação desta função em programa assimilável pelo CLP;
- implementação física do controlador e de suas interfaces com o processo.
31
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ITENS QUE CONSTITUEM O CLP
FONTE DE ALIMENTAÇÃO:
A Fonte de Alimentação tem normalmente as seguintes funções básicas:
- Converter a tensão da rede elétrica (110 ou 220 VCA) para a tensão de
alimentação dos circuitos eletrônicos, (+ 5VCC para o microprocessador, memórias
e circuitos auxiliares e +/- 12 VCC para a comunicação com o programador ou
computador);
- Manter a carga da bateria, nos sistemas que utilizam relógio em tempo real e
Memória do tipo RAM;
- Fornecer tensão para alimentação das entradas e saídas (12 ou 24 VCC).
UNIDADE DE PROCESSAMENTO:
Também chamada de CPU. É responsável pelo funcionamento lógico de
todos os circuitos. Nos CLP’s modulares a CPU está em uma placa (ou módulo)
separada das demais, podendo - se achar combinações de CPU e Fonte de
Alimentação. Nos CLP’s de menor porte a CPU e os demais circuitos estão todos
em único módulo. As características mais comuns são:
- Microprocessadores ou Microcontroladores de 8 ou 16 bits (INTEL 80xx,
MOTOROLA 68xx, ZILOG Z80xx, PIC 16xx);
- Endereçamento de memória de até 1 Mega Byte;
- Velocidades de CLOCK variando de 4 a 30 MHz;
- Manipulação de dados decimais, octais e hexadecimais.
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BATERIA:
As baterias são usadas nos CLP’s para manter o circuito do Relógio em
Tempo Real, reter parâmetros ou programas (em memórias do tipo RAM), mesmo
em caso de corte de energia, guardar configurações de equipamentos etc.
Normalmente são utilizadas baterias recarregáveis do tipo Ni - Ca ou Li. Nestes
casos, incorporam se circuitos carregadores.
MEMÓRIA DO PROGRAMA MONITOR:
O Programa Monitor é o responsável pelo funcionamento geral do CLP. Ele é
o responsável pelo gerenciamento de todas as atividades do CLP. Não pode ser
alterado pelo usuário e fica armazenado em memórias do tipo PROM, EPROM ou
EEPROM. Ele funciona de maneira similar ao Sistema Operacional dos
microcomputadores. É o Programa Monitor que permite a transferência de
programas entre um microcomputador ou Terminal de Programação e o CLP,
gerenciar o estado da bateria do sistema, controlar os diversos opcionais etc.
MEMÓRIA DO USUÁRIO:
É onde se armazena o programa da aplicação desenvolvido pelo usuário.
Pode ser alterada pelo usuário, já que uma das vantagens do uso de CLP’s é a
flexibilidade de programação. Inicialmente era constituída de memórias do tipo
EPROM, sendo hoje utilizadas memórias do tipo RAM (cujo programa é mantido
pelo uso de baterias), EEPROM e FLASH-EPROM, sendo também comum o uso de
cartuchos de memória, que permite a troca do programa com a troca do cartucho de
memória. A capacidade desta memória varia bastante de acordo com o marca /
modelo do CLP, sendo normalmente dimensionadas em Passos de Programa.
MEMÓRIA DE DADOS:
É a região de memória destinada a armazenar os dados do programa do
usuário. Estes dados são valores de temporizadores, valores de contadores, códigos
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de erro, senhas de acesso, etc. São normalmente partes da memória RAM do CLP.
São valores armazenados que serão consultados e ou alterados durante a execução
do programa do usuário. Em alguns CLP’s, utiliza - se a bateria para reter os valores
desta memória no caso de uma queda de energia.
MEMÓRIA IMAGEM DAS ENTRADAS / SAÍDAS:
Sempre que a CPU executa um ciclo de leitura das entradas ou executa uma
modificação nas saídas, ela armazena os estados da cada uma das entradas ou
saídas em uma região de memória denominada Memória Imagem das Entradas /
Saídas. Essa região de memória funciona como uma espécie de “tabela” onde a
CPU irá obter informações das entradas ou saídas para tomar as decisões durante o
processamento do programa do usuário.
CIRCUITOS AUXILIARES:
São circuitos responsáveis para atuar em casos de falha do CLP. Alguns
deles são:
- POWER ON RESET: Quando se energiza um equipamento eletrônico digital, não é
possível prever o estado lógico dos circuitos internos. Para que não ocorra um
acionamento indevido de uma saída, que pode causar um acidente, existe um
circuito encarregado de desligar as saídas no instante em que se energiza o
equipamento. Assim que o microprocessador assume o controle do equipamento
esse circuito é desabilitado.
- POWER - DOWN: O caso inverso ocorre quando um equipamento é subitamente
desenergizado. O conteúdo das memórias pode ser perdido. Existe um circuito
responsável por monitorar a tensão de alimentação, e em caso do valor desta cair
abaixo de um limite pré - determinado, o circuito é acionado interrompendo o
processamento para avisar o microprocessador e armazenar o conteúdo das
memórias em tempo hábil.
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- WATCH - DOG - TIMER: Para garantir no caso de falha do microprocessador, o
programa não entre em “loop”, o que seria um desastre, existe um circuito
denominado “Cão de Guarda“, que deve ser acionado em intervalos de tempo pré -
determinados. Caso não seja acionado, ele assume o controle do circuito
sinalizando uma falha geral.
MÓDULOS OU INTERFACES DE ENTRADA:
São circuitos utilizados para adequar eletricamente os sinais de entrada para
que possa ser processado pela CPU (ou microprocessador) do CLP. Temos dois
tipos básicos de entrada: as digitais e as analógicas. ENTRADAS DIGITAIS: São
aquelas que possuem apenas dois estados possíveis, ligados ou desligados, e
alguns dos exemplos de dispositivos que podem ser ligados a elas são:
- Botoeiras;
- Chaves (ou micro) fim de curso;
- Sensores de proximidade indutivos ou capacitivos;
- Chaves comutadoras;
- Termostatos;
- Pressostatos;
- Controle de nível (bóia);
- Etc.
As entradas digitais podem ser construídas para operarem em corrente
contínua (24 VCC) ou em corrente alternada (110 ou 220 VCA). Podem ser também
do tipo N (NPN) ou do tipo P (PNP). No caso do tipo N, é necessário fornecer o
potencial negativo (terra ou neutro) da fonte de alimentação ao borne de entrada
para que a mesma seja ativada. No caso do tipo P é necessário fornecer o potencial
positivo (fase) ao borne de entrada. Em qualquer dos tipos é de praxe existir uma
isolação galvânica entre o circuito de entrada e a CPU. Esta isolação é feita
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normalmente através de opto -acopladores. As entradas de 24 VCC são utilizadas
quando a distância entre os dispositivos de entrada e o CLP não excedam 50 m.
Caso contrário, o nível de ruído pode provocar disparos acidentais.
ENTRADAS ANALÓGICAS:
As Interfaces de Entrada Analógica permitem que o CLP possa manipular
grandezas analógicas, enviadas normalmente por sensores eletrônicos. As
grandezas analógicas elétricas tratadas por estes módulos são normalmente tensão
e corrente. No caso de tensão as faixas de utilização são: 0 á 10 VCC, 0 á 5 VCC, 1
á 5 VCC, -5 á +5 VCC, -10 á +10 VCC (no caso as interfaces que permitem entradas
positivas e negativas são chamadas de Entradas Diferenciais), e no caso de
corrente, as faixas utilizadas são: 0 á 20 mA, 4 á 20 mA.
Os principais dispositivos utilizados com as entradas analógicas são:
- Sensores de pressão manométrica;
- Sensores de pressão mecânica (strain gauges - utilizados em células de carga);
ENTRADA 24 VCC CPU.
110/220 VCA CPU.
- Taco - geradores para medição rotação de eixos;
- Transmissores de temperatura;
- Transmissores de umidade relativa;
-Etc.
Uma informação importante a respeito das entradas analógicas é a sua
resolução. Esta é normalmente medida em Bits. Uma entrada analógica com um
maior número de bits permite uma melhor representação da grandeza analógica. Por
exemplo: Uma placa de entrada analógica de 0 á 10 VCC com uma resolução de 8
bits permite uma sensibilidade de 39,2 mV, enquanto que a mesma faixa em uma
entrada de 12 bits permite uma sensibilidade de 2,4 mV e uma de 16 bits permite
uma sensibilidade de 0,2 mV.
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MÓDULOS ESPECIAIS DE ENTRADA:
Existem módulos especiais de entrada com funções bastante especializadas. Alguns
exemplos são:
- Módulos Contadores de Fase Única;
- Módulos Contadores de Dupla Fase;
- Módulos para Encoder Incremental;
- Módulos para Encoder Absoluto;
- Módulos para Termopares (Tipo J, K, L, S, etc);
- Módulos para Termo resistências (PT-100, Ni-100, Cu-25, etc);
- Módulos para Sensores de Ponte Balanceada do tipo Strain - Gauges;
- Módulos para leitura de grandezas elétricas (KW, kWh, KQ, Kqh, cos Fi , I , V , etc).
MÓDULOS OU INTERFACES DE SAÍDA:
Os Módulos ou Interfaces de Saída adequam eletricamente os sinais vindos
do microprocessador para que possamos atuar nos circuitos controlados. Existem
dois tipos básicos de interfaces de saída: as digitais e as analógicas.
SAÍDAS DIGITAIS: As saídas digitais admitem apenas dois estados: ligado e
desligado. Podemos com elas controlar dispositivos do tipo:
- Reles;
- Contatores;
- Reles de estato sólido
- Solenóides;
- Válvulas;
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- Inversores de frequência;
- Etc.
ENTRADA CPU.
As saídas digitais podem ser construídas de três formas básicas: Saída digital
a Relê, Saída digital 24 VCC e Saída digital a Triac. Nos três casos, também é de
praxe, prover o circuito de um isolamento galvânico, normalmente opto - acoplado.
SAÍDAS ANALÓGICAS:
Os módulos ou interfaces de saída analógica convertem valores numéricos,
em sinais de saída em tensão ou corrente. No caso de tensão normalmente 0 a 10
VCC ou 0 a 5 VCC, e no caso de corrente de 0 a 20 mA ou 4 a 20 mA. Estes sinais
são utilizados para controlar dispositivos atuadores do tipo:
- Válvulas proporcionais;
- Motores C.C.;
- Servo Motor CC;
- Inversores de frequência;
- Posicionadores rotativos;
-Etc.
Existem também módulos de saída especiais. Alguns exemplos são:
- Módulos P.W.M. para controle de motores C.C.;
- Módulos para controle de Servo motor;
- Módulos para controle de Motores de Passo (Step Motor);
- Módulos para I.H.M. (Interface Homem Máquina);
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“CAPACIDADE” DE UM CLP:
Podemos ressaltar que, com a popularização dos micro - controladores e a
redução dos custos de desenvolvimento e produção houve uma avalanche no
mercado de tipos e modelos de C.L.P.s, os quais podemos dividir em:
Nano e Micro - C.L.P.s:
São C.L.P.s de pouca capacidade de E/S (máximo 16 Entradas e 16 Saídas),
normalmente só digitais, composto de um só módulo (ou placa), baixo custo e
reduzida capacidade de memória (máximo 512 passos).
C.L.P. s de Médio Porte:
São C.L.P.s com uma capacidade de Entrada e Saída de até 256 pontos,
digitais e analógicas, podendo ser formado por um módulo básico, que pode ser
expandido. Costumam permitir até 2048 passos de memória, que poder interna ou
externa (Módulos em Cassetes de Estato - Sólido, Soquetes de Memória, etc), ou
podem ser totalmente modulares.
C.L.P.s de Grande Porte:
Os C.L.P.s de grande porte se caracterizam por uma construção modular,
constituída por uma Fonte de alimentação, CPU. Principal, CPU’s auxiliares, CPU’s
Dedicadas, Módulos de E/S digitais e Analógicos, Módulos de E/S especializados,
Módulos de Redes Locais ou Remotas, etc, que são agrupados de acordo com a
necessidade e complexidade da automação. Permitem a utilização de até 4096
pontos de E/S. São montados em um Bastidor (ou Rack) que permite um
Cabeamento Estruturado.
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3. Conclusão
Há tempos um produto injetado não tinha muita qualidade, pois o processo
dependia exclusivamente da habilidade do operador, por causa dos recursos da
máquina.
A regulagem do processo era realizada apenas pela temperatura do cilindro
de aquecimento e pela pressão hidráulica na injeção, não havia estabilidade no
processo, gerando peças com rebarba ou falhas de preenchimento.
Com o advento da automação nas máquinas injetoras, a influência humana foi
reduzida e até mesmo eliminada no processo de injeção, passando o CLP a
controlar as variáveis, antes críticas, do processo, tornando a produção mais
estável, homogênea, confiável , diminuindo a quantidade de refugo e otimizando a
planta instalada.
Consequentemente, a otimização do processo trás a eficiência a indústria,
para torná-la mais competitiva em um mercado cada dia mais disputado
Concluímos então que os projetos de automação e controle envolvendo CLP's
reduzem o trabalho de desenvolvimento de hardware dos circuitos lógicos do
acionamento, bem como os dispositivos e potência para acionamento de cargas e
dos atuadores, uma vez que podemos escolher módulos de saída já prontos,
adequados ao tipo de carga que desejamos acionar.
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Fontes:
Romanplast
Ana Paula T dos Santos (Centro Paula Souza)
Paulo Edson Silva Jr e Cristiano Alex (UFMG)
Paulo Henrique Pinto – (Pharmaster do Brasil)
Processamentodeplastico.blogspot.com
WWW.institutodopvc.org
WWW.albag.com.br
c\predes.wordpress.com
Pedro Luis Antonelli (apostila curso CLP básico-Senai)
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