01 - Apostila Pneum Ep

8/19/2019 01 - Apostila Pneum Ep

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PNEUMÁTICA E ELETROPNEUMÁTICA BÁSICA

Prof. Clayton Moura Belo

PNEUMÁTICA E

ELETROPNEUMÁTICA


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1 - INTRODUÇÃO

A automatização é uma ciência que não se aplica apenas aos setores

industrial e comercial. Em nosso cotidiano quando, por exemplo, acionamos o controleremoto de um televisor estamos, muitas vezes sem perceber, fazendo parte de um processoautomatizado.

Em linhas genéricas, embora muitos não pensem desta forma, o obetivo daautomatização é propiciar conforto ao ser humano, de tal maneira que ele não desenvolvaatividades repetitivas e desconfort!veis, permitindo"o a se preocupar cada vez mais com ointelecto.

Entre as v!rias técnicas de comando autom!tico, poder#amos citar, emtermos cronol$gicos%

• controle mec&nico'• controle elétrico'• controle eletr(nico'• controle fot(nico.

)omo ! deve ser conhecido, a técnica de comando mec&nico engloba ossistemas puramente mec&nicos, pneum!ticos, a vapor e hidr!ulicos. *eralmente, ossistemas mec&nicos apresentam componentes de grande porte e, devido ao grande n+merode partes m$veis, são, por assim dizer, menos confi!veis, permitindo, no entanto, odesenvolvimento de grandes potências.

s acionamentos elétricos baseiam"se em componentes discretos como relése contatores. Em geral, possuem menores dimens-es que os seus equivalentes circuitosmec&nicos e são mais confi!veis. urante quase um século, foi a principal técnica decontrole. /ua limitação principal é, uma vez proetado o hardware para executar umadeterminada tarefa, não haver flexibilidade na reprogramação sem alteraç-es f#sicas nocircuito 0mudança de pontos de conexão, de n+mero de relés, etc.1.

A técnica de controle eletr(nico é a mais vers!til de todas, pois permite areprogramação das tarefas sem alteração de hardware. /ão utilizados componentessemicondutores 0diodos, transistores, tiristores, )23s1 que permitem utilizar toda a potência

dos meios computacionais modernos tais quais c!lculo e versatilidade, sendo, a n#velindustrial, bastante comum o emprego de )43s 0controladores program!veis1, controle proporcional 0servo pneum!tica e servo hidr!ulica1, microprocessadores dedicados eoutros.

Em termos de confiabilidade, ao menos no estado atual da técnica, podemosafirmar que nenhum sistema de automatização apresenta confiabiblidade maior que oeletr(nico. /uas principais limitaç-es estão na baixa potência final de acionamento 0algoque vem sendo contornado devido 5s grandes pesquisas em eletr(nica de potência1 esensibilidade 5s interaç-es elétricas e6ou magnéticas. Ainda, como pesquisa e prot$tipos, autilização das fibras $ticas nos faz prever o futuro promissor da tecnologia fot(nica noemprego de comandos autom!ticos.

2 - TOPOLOGIA DE CIRCUITOS


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)onsideremos, a t#tulo de exemplo o circuito pneum!tico abaixo%

4ara elaboração de circuitos automatizados é fundamental a inteligência datopologia dos circuitos, isto é, o posicionamento dos elementos de circuito ao longo da

cadeia de comandos.Esta topologia b!sica é apresentada a seguir%

4ela fig. 7.8, observa"se que a cada elemento de circuito corresponde umn+mero 08.9, 8.8, etc.1. obetivo deste n+mero é localizar os componentes do circuito,uma vez que pode haver repetição do mesmo em um proeto. esta forma, mesmo que umcircuito apresente dois cilindros idênticos, cada um deles receber! um n+mero respectivo.

)onforme a norma 2: 8;7


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:a numeração padronizada, os atuadores recebem numeração >?.9@, isto é,8.9' 7.9' ?.4AD@ ou >?.F4AD@,conforme seam elementos de sinal para o avanço ou retorno do atuador, respectivamente.

2.4 - ELEMENTOS DE ENERGIA%Elementos que tratam da entrada de energia 4D2:)24AG do circuito%

unidades de conservação pneum!ticas, fontes de energia elétrica e sa#da de uma bombahidr!ulica, por exemplo.

Cambém neste bloco topol$gico, são inclu#dos os elementos de segurança e proteção do sistema 04/H3s"4ressure /afetI Halve, v!lvulas de fechamento, fus#veis1.

:a numeração padronizada, os elementos de energia recebem numeração>9.J@, isto é, 9.8' 9.7' 9.


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Exemplo de Aplicação :umerar os elementos dos circuitos abaixo%a1

b1


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3 - CILINDROS PNEUMTICOS

s cilindros pneum!ticos são também chamados de >motores lineares@, umavez que o movimento de sa#da nos mesmos é de translação linear.

fig.


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utros exemplos de formas construtivas são apresentadas nas figuras


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fig.


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4 - *L*ULAS PNEUMTICAS

4.1 - INTRODUÇÃO

H!lvulas são elementos que comandam, regulam, direcionam e bloqueiam ofluxo de ar em um circuito.

/ão abrangidas em cinco grandes grupos, conforme sua função%♦ de pressão'♦ direcionais'♦ de bloqueio'♦ de fluxo 0vazão1'

♦ de fechamento'

4.2 - *L*ULAS DE PRESSÃO

/ão v!lvulas que têm por obetivo controlar a magnitude de pressão em umcircuito, ou em um segmento deste.

Pma das principais v!lvulas de pressão aplicada a pneum!tica é oDE*PGAD E 4DE//V 0que pode ser com ou sem escape1, tanto que é um doselementos que fazem parte da unidade de conservação e das v!lvulas pressost!ticas 0ouv!lvulas de seqWência1.

A figura abaixo ilustra um regulador de pressão com escape e o seurespectivo s#mbolo normalizado%

Lig. .8 " H.D.4. com escape

/ucintamente, seu funcionamento permite manter constantes 0ou com pequenas flutuaç-es e dentro de certos limites1 o valor da pressão do lado da carga 0471.


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Em equil#brio, isto é, a pressão na carga sendo igual 5 regulada no lado dafonte 0481, a v!lvula se apresenta conforme a figura 0aberta1. uas situaç-es podemocorrer%

a1 Aumento de pressão do lado da fonte%

:este caso, o incremento de pressão, faz com que se feche a passagem dear, através do >plug@ e vedação 0K1, bloqueando a alimentação até que um déficit de pressão ocorra na carga, o que ocasionar! redução de pressão 0e, portanto, força1 sobre odiafragma 081, fazendo que o pino abaixe o plugue 0K1.

b1 Aumento de pressão do lado da carga%

Pm acréscimo de pressão do lado da carga pode ocorrer, por exemplo, emconseqWência de uma sobrecarga.

A pressão tende a se manter constante pois esta sobrecarga causa um

esforço maior sobre o diafragma 081 e o pino, por ação da mola 0O1, faz com que o >plug@ evedação 0K1 bloqueiem a alimentação e o excesso de ar escapa pelos orif#cios conformeindicado.

A calibragem da pressão faz"se mediante o parafuso recartilhado 0


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4.4 - *L*ULAS DE LOUEIO E DE +EC%AMENTO

/ão v!lvulas que permitem bloquear ou abrir a passagem de ar em umcircuito.

/ão exemplos, v!lvulas de retenção, v!lvulas alternadoras, v!lvulas desimultaneidade e registros. A figura .< abaixo mostra um exemplo de v!lvula alternadora eseu respectivo s#mbolo normalizado.

Lig. .< " H!lvula Alternadora

4./ - *L*ULAS DIRECIONAIS

Esta é uma classe de v!lvulas que permitem influenciar o percurso do fluxode ar, permitindo partidas, paradas e controle l$gico dos sinais em um circuito,depreendendo"se da# sua import&ncia.

.O.8 " /2FYG*2A A/ HZGHPGA/ 2DE)2:A2/4ara que haa praticidade e universalidade na elaboração e leitura de um

circuito, normalizam"se os s#mbolos a serem empregados. As normas usuais de simbologiasão AY:C :YD MM;K e seguintes, 2: 7


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b1 H!lvula irecional de vias e 7 posiç-es 067 vias1 acionada por solen$ideservopilotado.

c1 H!lvula irecional de < vias e 7 posiç-es 0


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Existe um sem"n+mero de unidades especiais e, a cada dia, são lançadas pelos fabricantes novas unidades, o que tornaria invi!vel, aqui, enumer!"las. As aplicaç-esdestas construç-es são as mais variadas poss#veis, indo desde temporizadores mec&nicosaté elementos que permitem executar funç-es de divisão bin!ria, controle de pressão eoutras.

.K.8 " L2GCD E DE:

Esta construção é um dos componentes da unidade de conservação e integraas funç-es elementares de filtro e dreno.

.K.7 " 2H2/D Y2:ZD2 0>LG24"LG4@ FE)\:2)1

Existem situaç-es de circuito em que é necess!rio efetuar a operação dedivisão bin!ria entre sinais, por exemplo, a cada dois pulsos de um botão, deseamosapenas um sinal de sa#da' nestas situaç-es, empregamos a unidade de construção conhecidacomo >flip"flop@.


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.K.< " CEF4D2]AD 4:EPFZC2)

4ermite efetuar controle de tempo em circuitos pneum!ticos.

G2F2CA^_E/% )omo o ar é um fluido compress#vel, as grandezas que interferem no processo de temporização apresentam variaç-es significativas que comprometem a precisão e exatidão do controle de tempo.


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/ - SMOLOS PNEUMTICOS E ELTRICOS

/.1 - INTRODUÇÃO SIMOLOGIA PNEUMTICA

A norma alemã 2: 7


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c1 n+mero de quadrados indica o n[ de posiç-es que a v!lvula podeassumir.

d1 entro de cada quadrado as vias de passagem são indicadas por linhas e setas. As setas indicam o sentido do fluxo.

Ex.% H!lvula de 7 posiç-es e vias 067 vias1.

e1 s elementos de bloqueio 0uma ou mais vias1 são indicados dentrodos quadrados por traços transversais.

Ex.% H!lvula de 767 vias.

f1 A união de vias dentro de uma v!lvula é simbolizada por um ponto.Ex.%

g1 As ligaç-es 0vias de entrada e sa#da1 são caracterizadas por traçosexternos ao quadrado. )ada traço corresponde a uma via.

Ex.%

/./ - DE+INIÇES ADICIONAIS

• 4/2^V EF DE4P/% condição na qual os elementos m$veis

da v!lvula são posicionados enquanto a mesma não est! acionada.

• 4/2^V 2:2)2AG% condição na qual a v!lvula se posiciona ap$s amontagem e ligação da rede. :esta posição começa a seqWência de operaç-es prevista0ap$s o DE/EC e comando de partida1.

• H2A E E?AP/CV% via pela qual o ar comprimido sai da v!lvula.

a1 Exaustão sem conexão 0escape livre1.


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` indicada por um tri&ngulo adacente ao s#mbolo.

b1 Exaustão com conexão 0escape r#gido1.

` indicada por um tri&ngulo afastado do s#mbolo.

• 2:2)A^_E/ A/ H2A/% as vias são indicadas para que asconex-es seam efetuadas corretamente e, portanto, o circuito funcione conforme o

planeado.

/.0 - ACIONAMENTOS

Hia de regra, as v!lvulas direcionais precisam ser comutadas 0pilotadas1 paraas suas posiç-es de trabalho.

s acionamentos podem ser%• força muscular'• mec&nico'• elétrico'• pneum!tico 0direito ou não1'

• combinado.

O.K.8 " FE)\:2) 4D YCE2DA%

O.K.7 " FE)\:2) 4D AGAHA:)A%

O.K.< " FE)\:2) 4D DGECE%

O.K. " FE)\:2) 4D DGECE E/)AFCEZHEG%

O.K.O " FE)\:2) 4D YCE2DA )F CDAHA%


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O.K.K " FE)\:2) 4D AGAHA:)A )F CDAHA%

O.K.= " FE)\:2) 4D FGA%

O.K.M " 4D 42GCA*EF A AD )F4D2F2%

O.K.; " EG`CD2) 0P 4D /GE:2E )F PF E:DGAFE:C1%

O.K.89 " EG`CD2) 0/GE:2E )F 2/ E:DGAFE:C/1%

O.K.88 " 4ADAGEG EG`CD2)"YCE2DA 0P >4D`")FA: FA:PAG@1%

O.K.87 " )FY2:A EG`CD2)64:EPFZC2) 4ADAGEG A YCE2DA 0ou>solen$ide servo"pilotado com pré"comando manual@1%

/.7 - INTRODUÇÃO SIMOLOGIA ELTRICA

)onforme a norma 2: 9=8


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/.8 - ELEMENTOS DE CONTATO

s elementos de contato são classificados quanto 5 sua função, a saber%

4ara um melhor acompanhamento do circuito, sugere"se numerar oscontatos através de dois d#gitos, dois quais o primeiro indica a seqWência do contato em umdeterminado contator e o segundo, se o contato é :A 0B


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O.;.7 " A)2:AFE:C FE)\:2)%

O.;.< " /E:/DE/ EGECD:2)/%

s acionadores eletr(nicos são classificados em quatro grandes grupos, quer

seam%• por contato 0reed"sitch1'• indutivos'• capacitivos'• $pticos.

Exemplo% /#mbolo genérico de um sensor por contato

/.1: - ELEMENTOS DE PROCESSAMENTO DE SINAIS5

s relês são os principais elementos de processamento de sinais eletro" pneum!ticos.

)ostuma"se indic!"los no diagrama elétrico pela letra BB, seguida don+mero de seqWência' seus terminais de energização da bobina são designados por BA8B eBA7B.


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/.11 - ELEMENTOS DE CON*ERSÃO DE SINAIS5

/ão elementos cuo obetivo é, dada a entrada do sinal em uma forma deenergia, convertê"lo em outra, de natureza diferente, agindo como BtransdutorB. ois sãoos tipos principais%

O.88.8 " ):HED/DE/ E"4 0Elétrico"4neum!tico1%

Elementos que recebem sinal na forma elétrica e o convertem a um sinal desa#da pneum!tico.Exemplo% H!lvula direcional


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E?EF4G/ E A4G2)A^V%

81 )ircuito 4neum!tico

71 )ircuito eletropneum!tico


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0 - COMANDOS INTUITI*OS E +UNCIONAIS

0.1 - INTRODUÇÃO

)omandos intuitivos são aqueles elaborados diretamente a partir da an!lisedo enunciado do problema, dependendo, para sua solução, apenas do conhecimento deumas poucas técnicas e da experiência do proetista.

Pma classificação emp#rica costuma, ainda, relacionar os comandosintuitivos 5 vari!vel da qual o comando é função, senão, veamos%

• comandos em função da posição 0fim de curso1'• comandos em função da pressão 0pressostatos1'• comandos em função do tempo 0temporizadores1.

0.2 - +UNÇES L6GICAS

K.7.8 " LP:^V 2E:C2AE EGECD4:EPFZC2)Aa1 Acionamento ireto b1 Acionamento 2ndireto 0com contator1

K.7.7 " LP:^V 2:HED/DA EGECD4:EPFZC2)A%a1 Acionamento ireto 0botão :A1 b1Acionamento ireto 0botão :L1

K.7.< " LP:^V BPB EGECD4:EPFZC2)A%


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K.7. " LP:^V BEB EGECD4:EPFZC2)A%

K.7.O " LP:^V B:V"PB EGECD4:EPFZC2)A%

K.7.K " LP:^V 2E:C2AE 4:EPFZC2)A%


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K.7.= " LP:^V 2:HED/DA 4:EPFZC2)A%

K.7.M " LP:^V BPB 4:EPFZC2)A%

K.7.; " LP:^V BEB 4:EPFZC2)A%


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K.7.89 " LP:^V B:V"PB 4:EPFZC2)A%


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0.3 - COMANDOS +UNCIONAIS

/empre que se desea controlar uma vari!vel em um circuito pneum!tico,deve"se empregar um elemento que possa detectar as mudanças de valor desta vari!vel e,conforme a l$gica do programa, influenciar as atuaç-es e sinais ao longo do circuito.

K.


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b1 com sensor de posição tipo Breed"sitchB.

K.


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A:ZG2/E% A haste do cilindro s$ poder! iniciar o seu movimento ao se atingir uma pressão anteriormente calibrada no pressostato. Pm botão comanda o avanço e outro, oretorno.

A figura acima mostra o desenho em corte de uma v!lvula pressost!tica eseu respectivo s#mbolo. Em algumas bibliografias essa v!lvula também é chamada de>v!lvula de seqWência@ 0por analogia 5 hidr!ulica1.

K.


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K..8 " 2:CDP^V

Em princ#pio, pode"se apresentar duas possibilidades principais para acomposição de esquemas.

8" s métodos conhecidos como >intuitivos@ também denominados demétodos convencionais ou métodos de experimentação '7" A composição met$dica de esquemas segundo prescriç-es e

diretrizes estabelecidas, também chamada de métodos sistem!ticos.

A seguir, considerar"se"! como pertinentes ao primeiro grupo, todos os tiposde composição de esquemas nos quais se trabalha segundo a intuição ou experiência. 2sto

porém, não exclui a possibilidade de existir mesmo neste caso, uma certa sistem!tica, aqual em muitos casos até é indispens!vel. Entretanto , neste tipo de composição , ainfluência da sistem!tica ser! sempre menor do que as influências pessoais do proetista.

)onsideram"se pertinentes ao segundo grupo, todos os tipos em que se procede conforme uma sistem!tica precisamente estabelecida, onde portanto, a influência pessoal do proetista sobre o circuito é menor.

Enquanto que no primeiro caso são necess!rias muita experiência, intuição e principalmente em circuitos complexos, bastante tempo, as composiç-es de esquemasconforme o segundo tipo, necessitam de um trabalho sistem!tico assim como um certoconhecimento te$rico fundamental.

obetivo, independentemente do tipo de composição do esquema, e de seobter no final, um comando que se apresente bom funcionamento e transcurso seguro.

Enquanto que antigamente se dava valor a solução de maior vantagem econ(mica, hoesituam"se em primeiro lugar, a segurança de transcurso, a simplicidade de manutenção ecom isto também, a facilidade de supervisão.

2sto leva necessariamente mais e mais a composição met$dica de esquemas. :este caso, o comando ser! constru#do independentemente das influências pessoais do proetista como capacidade, disposição, humor, etc., sempre segundo a sistem!ticaestabelecida, sendo portanto, facilmente compreens#vel e poss#vel de ser verificado por outras pessoas que necessitam ocupar"se com o mesmo. Entretanto, o volume tecnol$gicode um comando deste tipo na maioria dos casos ser! maior do que o de um comandodesenvolvido segundo o método intuitivo.

Em muitos casos porém, este volume adicional de material é compensadorapidamente através da economia de tempo no proeto e em seguida também namanutenção. Em geral deve"se observar que o tempo necess!rio para o proeto e emseguida, principalmente para a simplificação de um circuito sea racional em comparaçãocom o volume global do mesmo.

)onvém neste ponto ressaltar, explicitamente, que a premissa b!sica para acomposição de um esquema, independentemente do método ou da técnica empregada, eum conhecimento b!sico bem fundamentado da tecnologia considerada e o conhecimentodas possibilidades de conexão e caracter#sticas dos elementos utilizados.


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A seguir far"se"! referência 5 maneira de desenvolver e construir circuitos pneum!ticos mais simples, trabalhando"se aqui ainda segundo métodos mais elementares.

2mportante é observar o tipo de comando em cada caso, que resulta doenunciado do problema. Pm esquema para um comando de retenção ter! uma sistem!ticade construção diferente do que um esquema para um comando de traet$ria programada.

)omo na pneum!tica, ocorrem com maior freqWência comando por programa e dentro destes, comando de traet$ria programada, este tipo de comando ser!tratado detalhadamente.

Linalmente, convém lembrar que na primeira parte deste cap#tulo vamosmostrar como elaborar um problema de comando e que antes da composição do esquema,os pontos apresentados devem estar completamente elaborados e esclarecidos.

K..7 " C4G*2A E )2D)P2C/

2nsistentemente, ! pudemos ter um apanhado geral sobre a topologia decircuitos, no cap#tulo respectivo. ecorre que, em sistemas onde h! integração entretecnologias diferentes 0e.g., pneum!tica com elétrica1, esta topologia deve ser expandida,conforme se pode observar na ilustração abaixo%

Hea"se o exemplo do circuito discreto 0o termo >discreto@ é aquiempregado como sendo sin(nimo de >não"integrado@, isto é, formada por v!rioscomponentes, cada um com suas funç-es distintas1 de um divisor bin!rio ou >flip"flop@%


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E;$)'


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7 - DIAGRAMA TRA>ETO-PASSO E CADEIADE COMANDOS

Ruando se utiliza mais de um atuador, em grande parte dos casos, surgeuma relação de dependência dos movimentos de cada um deles, ou sea, o avanço de umdeterminado cilindro s$ poder! ocorrer ap$s a rotação de um oscilador 0por exemplo1. Aisto se d! o nome de )AE2A E )FA:/.

A maneira mais simples encontrada no proeto de circuitos automatizados,consiste na representação dos movimentos através do diagrama TRA>ETO-PASSO,aliado 5 representação abreviada dos movimentos do atuador. Este diagrama consiste emrepresentar, ?a& o)($?a(a&, o t)a@$to de um atuador e nas a#'i&&a&, os pa&&o&. Aabreviação é indicada pela letra do atuador, seguida do sinal po&iti=o 0a=a?o1 ou negativo

0retorno1Exemplo de um diagrama traeto"passo%

Abreviadamente, e sem a necessidade de desenho do diagrama traeto"passo, pode"se representar através de%

AB B CB DB A- - C- D-

Ruando um atuador avança 0ou recua1 em um passo e recua 0ou avança1 no passo imediatamente seguinte, dizemos que ocorre uma >2:HED/V AA)E:CE E/2:AG@' observe que, no diagrama traeto"passo acima, isto est! ocorrendo com o cilindro.9 e 8.9.

Ruando invers-es deste tipo ocorrem, é necess!rio >cortar o sinal@ do0s1

respectivo sensor ou fim de curso.


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Hia de regra, quando h! uma cadeia de comandos, os sensores queconfirmam a execução de um passo, devem ser o elemento de entrada de sinal para o passoseguinte.

:ão é l#cito, portanto, no exemplo acima, confirmar apenas o retorno doatuador >@ para reiniciar o ciclo do programa. eve"se, isto sim, confirmar o retorno de

todos os atuadores antes que o ciclo reinicie 0isto é v!lido para cada passo do programa enão apenas para o seu >start@1.

Lique"se evidente que nem sempre é poss#vel aplicar comandos intuitivos, principalmente quando h! a dependência de movimentos. :estes casos, existem técnicas de proeto que visam minimizar o tempo de s#ntese e aumentar a confiabilidade e qualidade emum circuito ou equipamento, permitindo a instalação, >start"up@ e manutenção confi!veis.

entre essas técnicas, podemos classific!"las em não"sistem!ticas esistem!ticas.

7.1 - MTODOS NÃO-SISTEMTICOS

Estes métodos são aperfeiçoamento da s#ntese intuitiva de proeto, tendo,desta forma aplicação restrita.

=.8.8 " EF4DE* E DGECE E/)AFCEZHEG

Embora citada em algumas obras, esta técnica nada tem de atrativa

haa vista que o corte de sinal por gatilho apresenta in+meras falhas, das quais podemoscitar%

• emissão falsa de sinal'• não atuação do gatilho'• tempo de atuação do gatilho insuficiente para pilotar as demais v!lvulas'• circuito corretor pouco pr!tico.

Em linhas gerais, esta técnica consiste em, sempre que houver inversãoadacente de sinal, usar o rolete escamote!vel.

=.8.7 " )DCE E /2:AG CEF4D2]A

Esta técnica abre mão de um temporizador 0integrado ou não1 para efetuar ocorte de sinal quando o tempo de um passo anterior 5 inversão de sinal é maior que otempo que se pode programar no temporizador.

Embora não ideal, esta técnica é mais confi!vel que o emprego de corte desinais por >gatilho@, embora apresente um maior n+mero de v!lvulas o que a torna maisonerosa.

=.8.< " )DCE E /2:AG 4D FEFD2A 2:HED/DA


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Este arrano de circuito permite que se crie uma l$gica para a entrada de ar nos elementos de introdução de sinal, controlando sua alimentação.

/aliente"se aqui, que esta técnica é uma base para a l$gica por corte m#nimode sinais.

7.2 - MTODOS SISTEMTICOS

/ão métodos que aplicam uma série de regras logicamente baseadas, permitindo que não apenas o corte de sinais se torne mais simples, como também permite oencadeamento de sistemas autom!ticos, isto é, permite que uma m!quina 0ou sistema1 comquantidade elevada de atuadores possa ser dividida em partes e, cada uma dessas partes,ser desenvolvida individualmente.

/ão dois os métodos sistem!ticos usualmente empregados%

•Fétodo de /eqWência F#nima de )orte de /inais 0no caso de o circuito ser unicamente pneu"m!tico, este método também é chamado de >Fétodo)ascata@1.•Fétodo de /eqWência F!xima de )orte de /inais 0no caso de o circuito

ser unicamente pneum!tico, este método também é chamado de >Fétodo4asso"a"passo@1.

7.3 - CADEIA DE COMANDOS

)onforme ! tivemos a oportunidade de apresentar, a cadeia de comandossurge em função da dependência de movimentos entre os atuadores.

Hiu"se também, que o >iagrama Craeto"passo@ é uma eficaz representaçãogr!fica desta dependência. e fato, se analisarmos atentamente estes diagramas, boa partedo caminho andado da resolução ! foi trilhado.

:osso obetivo com este suplemento é estabelecer algumas caracter#sticas b!sicas desta teoria de circuitos e, em seguida, aplicar as técnicas para elaboração de programas 0como também são conhecidas as cadeias de comando1.

=.


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2H. através do diagrama traeto"passo, podemos identificar as eventuais invers-es desinal adacentes 0ou contra"press-es1 e, a partir da#, elaborar o programa dentro de umatécnica mais apurada, sea ela intuitiva ou sistem!tica.

Hea agora, como estas informaç-es /ão facilmente detectadas%

pr$ximo passo é, agora, elaborar o circuito para realizar este programa.eve"se observar que, ao menos por enquanto, o método que ser! por n$s utilizado é o

intuitivo. Lique"se claro, porém, que h! muitas situaç-es 0a maioria delas1 que podemconduzir a horas 0ou até dias1 de proeto do circuito. conhecimento das leis b!sicas doscircuitos e a experiência podem reduzir, consideravelmente, este tempo.

=.


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=.


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bserve"se que o fim"de"curso 8., embora não tenha função de emitir sinal para atuadores seguintes, é de extrema import&ncia pois confirma o fim de programa.

7.4 - CADEIAS DE COMANDO COMPLE,AS

4odemos definir como sendo complexa aquela cadeia de comando em que asimples aplicação dos procedimentos dificulta enormemente a elaboração dos circuitos.entre os elementos que podem causar esta complexidade encontramos a >inversão desinais adacentes@ isto é, quando um atuador qualquer apresenta movimentos de avanço erecuo 0ou de recuo e avanço1 em dois passos adacentes. Este fen(meno também recebe onome de contra"pressão.

Pm exemplo de circuito em que ocorre tal fen(meno é%

:esta situação, surgem algumas técnicas, ainda intuitivas, que permitemcontornar a inversão de sinal.

)onforme vimos, h!, basicamente, três técnicas para corte de sinal%

8. corte de sinal por rolete escamote!vel 0gatilho1'7. corte de sinal temporizado'


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=..8 " )DCE E /2:AG 4D *AC2GN

=..7 " )DCE E /2:AG CEF4D2]A


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=..< " )DCE E /2:AG 4D FEFD2A 2:HED/DA

=.. " AGCED:AC2HA/ A2)2:A2/

Pma outra alternativa 0não recomendada, por n$s, para aplicaç-es pr!ticas1é aplicar l$gica e comandos complexos intuitivos desde que se tenha tempo. Fuitotempo

/ea, por exemplo o circuito% A " 6 Y 6 Y " 6 A 6 Y 6 Y " 6


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8 - MTODOS SISTEMTICOS

8.1 - INTRODUÇÃO

)ircuitos 0programas1 complexos exigem uma metodologia que permita aelaboração r!pida, confi!vel e segura do circuito. esta forma, criaram"se métodos,logicamente consistentes, para auxiliar o proetista na elaboração de programas.

Em linhas genéricas, os métodos sistem!ticos conduzem a circuitos commais componentes' assim, usa"se o método intuitivo quando um determinado programa

puder também ser por ele resolvido, desde que nas mesmas condiç-es de confiabilidade esegurança de um método sistem!tico.

8.2 - O CONCEITO DE FCAI,A-PRETA

4ara que se possa fazer uso dos métodos sistem!ticos, é fundamentalentender o significado do conceito de >caixa"preta@.

entro do escopo deste trabalho, pode"se definir caixa preta como sendo%

>uma série de componentes de circuito, convenientementeligados entre si, de forma a permitir a correspondência biun#voca

entre uma entrada >i?@ e uma sa#da >H?@.

Hea"se a ilustração abaixo%

Assim, dizer que h! uma correspondência biun#voca das entradas e sa#das,significa dizer que, ao se inetar um sinal na entrada > i2@, por exemplo, s$ poder! ocorrer um sinal na sa#da >H2@' por outro lado, se a sa#da >H2@ se apresenta energizada, isto implica

que ocorreu a ineção de sinal na entrada >i 2@. Em linguagem matem!tica%


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in ⇒ qn; n N 0expressão das sa#das1qn ⇒ in; n N 0expressão das entradas1

portanto,

in ⇔ qn; n N

Assim, de certa forma, não importa o quê est! inserido no interior da caixa" preta. que importa é a relação entrada"sa#da.

8.3 - MTODO DE SE!NCIA MNIMA DE CORTE DE SINAIS

)onsidere, a t#tulo de exemplo, o programa%

A B B - C B C - A -

:ele são observadas < invers-es de sinal 0 Y6Y"' )6)" e A"6A1.4ensemos o seguinte% > que causa a inversão de sinais@. A resposta é% >A inversão demovimentos de um atuador@.

esta forma, o método de seqWência m#nima de corte de sinais é baseado nadivisão do programa principal em sub"programas, de modo a não permitir que qualquer atuador apresente movimentos positivos 0avanço1 ou negativos 0retorno1 em um mesmosub"programa. s sub"programas também são chamados de g)Jpo&.

método de seqWência m#nima se apresenta configurado paraimplementação totalmente pneum!tica ou eletropneum!tica. eve"se salientar aqui, o fatode que este foi um dos primeiros métodos desenvolvidos sendo, hoe, sua aplicação umtanto limitada. 4or esse motivo, em nosso estudo veremos apenas o método de seqWênciam#nima em sua versão pneum!tica, que também é chamado de F`C )A/)ACA.

M.


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A >receita@ do método diz ainda que o n+mero de v!lvulas da cascata 0n v1 éigual ao n+mero de grupos 0ng1 menos 8 e o n+mero de sa#das 0ns1 é igual ao n+mero degrupos. u sea%

nv = (ng - 1)ns = ng

esquema para a ligação, neste exemplo é%

>Hocê vai ver como cascata é f!cil.)ascata não é dif#cil não%

` s$ lembrar que num mesmo grupo mesmo cilindro não aparece duas vezes não.@

M.


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Assim, conscientes destas limitaç-es, prosseguiremos nosso estudoaplicando agora o >F`C E /ERj:)2A FZ?2FA@.

8.4 - MTODO DE SE!NCIA M,IMA DE CORTE DE SINAIS

4ode"se depreender que, em função das limitaç-es do método cascata, ométodo de seqWência m!xima é uma evolução das técnicas de programação.

Assim, percebemos que o método se apresenta com as mem$rias em paralelo e, praticamente, não limitando o n+mero de grupos que se pode ter em um programa.

:o método de seqWência m!xima, cada passo do programa corresponde aum grupo. Aqui é importante frisar que o método se apresenta em vers-es paraimplementação pneum!tica 0ou 4A//"A"4A//1 e eletropneum!tica que serão, ambas

por n$s estudadas. Lrise"se, ainda, que as aplicaç-es contempor&neas dos métodos deelaboração de circuitos conduzem 5 tendência de soluç-es com sinal elétrico e atuação pneum!tica desde que não se tenha condiç-es de operação que a impeçam 0atmosferaexplosiva, por exemplo1.

M..8 " G2*A^V A/ HZGHPGA/ " F`C 4:EPFZC2) 04A//"A"4A//1

M..7 " G2*A^V A/ FEFD2A/ " F`C EGECD4:EPFZC2)

onde% n → mem$ria atual 0ou passo presente1' 0n"81 → mem$ria anterior 0ou passo anterior1'


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0n81 → mem$ria seguinte 0ou passo posterior1'Jm → sa#da atual

` importante observar que, a exemplo do método pneum!tico, aqui tambémé necess!rio incluir uma condição de rearme, a fim de dar condiç-es de partida 5 primeiramem$ria.

M..< " PFA 4^V% /ERj:)2A FZ?2FA )F )AE2A E/CA)2:ZD2A


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9 - REGULAGEM DE *ELOCIDADE EMATUADORES PNEUMTICOS

9.1 - INTRODUÇÃO

Em m!quinas e dispositivos com atuação pneum!tica surge, muitas vezes, anecessidade de se regular as velocidades de avanço e6ou de retorno do cilindro ou, ainda, avelocidade de rotação de um motor pneum!tico.

Esta necessidade pode surgir, por exemplo, para se ter controle sobre osavanços na usinagem de peças ou, então, sincronizar os movimentos dos atuadores. 4araque se faça a regulagem da velocidade, devemos regular o fluxo 0vazão1 de ar nosatuadores, usando para tal v!lvulas reguladoras de fluxo.

Atualmente, duas técnicas são aplicadas a circuitos pneum!ticos%• regulagem do fluxo que entra no atuador 0sistema >meter"in@1'• regulagem do fluxo que sai do atuador 0sistema >meter"out@1.

9.2 - REGULAGEM PELO SISTEMA FMETER-IN

:este sistema, a v!lvula reguladora de fluxo restringe a vazão de ar queentra no cilindro. 2sto pode ocorrer tanto no seu curso de avanço ou de retorno' isto é%

a1 Degulagem da velocidade de avanço 0meter"in1.

b1 Degulagem da velocidade de retorno 0meter"in1.

9.3 - REGULAGEM PELO SISTEMA FMETER-OUT

Aqui, a v!lvula reguladora de fluxo restringe a vazão de ar que sai docilindro no seu curso de avanço ou de retorno, formando uma espécie de >colchão@ de ar amortecedor' portanto, temos%

a1 Degulagem da velocidade de avanço 0meter"out1.


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b1 Degulagem da velocidade de retorno 0meter"out1

:a pr!tica, verifica"se que, com o sistema >meter"in@, o avanço ou o retornodo atuador em condição de carga não se d! de forma uniforme, mas sim, aos >golpes@. 2sto

se deve ao fato de que o fluxo de ar que entra no atuador, em velocidades baixas, nãofornece pressão suficiente para movimentar a carga 0não esquecer que a compressibilidadedo ar é elevada1.

esta forma, a tendência atual é o emprego do sistema >meter"out@ que, por formar uma espécie de colchão de amortecimento, permite velocidades praticamenteuniformes, mesmo em condiç-es de carga.

:a elaboração dos circuitos de regulagem, dependendo do n+mero de viasda v!lvula direcional 0 vias ou O vias1 e da técnica de regulagem, utiliza"se v!lvulareguladora de fluxo unidirecional ou v!lvula reguladora de fluxo simples.

9.4 - CIRCUITOS DE REGULAGEM TPICOS - SISTEMA FMETER-IN

;..8 " DE*PGA*EF A HEG)2AE E AHA:^ 0com v!lvula 67 vias1

:esta configuração, como as conex-es do cilindro têm o mesmo escapeatravés da v!lvula de comando 0via >D@, no caso1 deve"se fazer uso de v!lvula reguladorade fluxo unidirecional' isto é%

;..7 " DE*PGA*EF A HEG)2AE E DECD: 0com v!lvula 67 vias1

circuito t#pico é apresentado a seguir%


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;..< " DE*PGA*EF A HEG)2AE E AHA:^ 0com v!lvula O67 vias1

:esta configuração, embora as conex-es do cilindro tenham escapeindependente através da v!lvula de comando 0vias >D@ e >/@, no caso1, deve"se fazer usoda H.D.L.P. pois, se us!ssemos uma H.D.L. simples, haveria a regulagem também no cursode retorno. circuito é, portanto%

;.. " DE*PGA*EF A HEG)2AE E DECD: 0com v!lvula O67 vias1

circuito t#pico é apresentado abaixo%

9./ - CIRCUITOS DE REGULAGEM - SISTEMA FMETER-OUT

Atualmente, as v!lvulas de vias pneum!ticas vêm caindo em desuso. Asv!lvulas de O vias, por possu#rem dois escapes independentes, uma para cada conexão dos


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cilindro, não necessitam de funcionamento unidirecional da v!lvula de fluxo quandoregulando a velocidade pelo sistema >meter"out@. 2sto facilita sobremaneira as regulagensde velocidade, minimizando os custos e tornando a instalação mais compacta.

A t#tulo de comparação verifique o que ocorre nos circuitos seguintes%

;.O.8 " DE*PGA*EF A HEG)2AE E AHA:^a1 usando v!lvula de 67 vias

b1 usando v!lvula de O67 vias

;.O.7 " DE*PGA*EF A HEG)2AE E DECD:

a1 usando v!lvula de 67 vias


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b1 usando v!lvula de O67 vias

9.0 - CONCLUSÃO

As técnicas de regulagem a serem utilizadas devem ser as mais confi!veis,seguras e menos onerosas o poss#vel. proetista deve atentar, como vimos, para ascondiç-es e tipos de carga, bem como as variaç-es de velocidade da mesma.

:ão é demais alertarmos para o fato de que a tendência atual é o suso dev!lvulas de comando de O vias e, portanto, do sistema >meter"out@.

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01 - Apostila Pneum Ep