INTRODUO AUTOMAO INDUSTRIAL

Treinamento

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Branqs Automao, 2007 Elaborao: Kau Leonardo Gomes Ventura Lopes Aprovao: Fernando Jos Cesilio Branquinho Branqs Automao Ltda. Rua do Comrcio, n 44, sala 13 CEP: 11010-141 Centro Santos-SP Fone: (13) 3797-1013 E-mail: contato@branqs.com.br Site: www.branqs.com.br

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Sumrio

Automao Industrial.................................................................................................................4

Dispositivos de Entrada e Sensores.........................................................................................5

Botoeiras...................................................................................................................................5 Chaves Fim-de-curso................................................................................................................5 Sensores de proximidade .........................................................................................................5

Sensores Indutivos................................................................................................................6 Sensores ticos.....................................................................................................................6 tico por barreira ..................................................................................................................6 tico por difuso ...................................................................................................................6 tico por reflexo..................................................................................................................7

Dispositivos de sada e Atuadores ...........................................................................................7

Cilindros....................................................................................................................................7 Vlvulas direcionais ..................................................................................................................7 Motores eltricos ......................................................................................................................8 Rels e Contatores ...................................................................................................................8

CLP Controlador Lgico Programvel ..................................................................................9

IHM Interface Homem-Mquina ..............................................................................................9

Sistema BranCommand ...........................................................................................................10

Exerccios .................................................................................................................................12

EXERCCIO 1 .........................................................................................................................12 EXERCCIO 2 .........................................................................................................................13

Bibliografia................................................................................................................................14

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Automao Industrial Podemos dizer, que um sistema de automao industrial, um conjunto de equipamentos e tecnologias capazes de fazerem com que uma mquina ou processo industrial trabalhem automaticamente, ou seja, com a mnima interveno humana, cabendo a este o papel de programar, parametrizar ou supervisionar o sistema para que trabalhe de acordo com os padres desejados. Para se efetuar uma automao, qualquer que seja, necessitamos realizar medies, comparaes e controles sob os diversos elementos que constituem a mquina ou processo em questo, para que ele seja capaz de trabalhar sozinho e se auto-regular, alm de tomar decises seguras em caso de falhas e emergncias. Hoje em dia, a automao exige cada vez mais a integrao de diversas reas de tecnologia, tais como: eltrica, eletrnica, informtica, mecnica, pneumtica, hidrulica, qumica, fsica, entre outras. A automao utilizada com a finalidade de trazer benefcios como : aumento da produtividade, segurana, qualidade do produto, confiabilidade, melhor relao custo benefcio de investimento, substituio do homem em atividades de risco.

Automao da manufatura:

Mquinas industriais Linhas de produo Robtica

Automao de processos industriais:

Processos contnuos Processos em batelada

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Dispositivos de Entrada e Sensores

So aqueles que emitem informaes (sinais eltricos) ao sistema por meio de uma ao muscular, mecnica, eltrica, eletrnica ou uma combinao entre elas. Entre esses elementos, podemos citar : botoeiras, chaves fim-de-curso, sensores de proximidade, sensores potenciomtricos, pressostatos, termopares, termostatos, chaves de nvel, entre outros. Botoeiras So chaves acionadas manualmente, constitudas por: boto, contato NA (normal aberto) ou NF (normal fechado). Quando seu boto pressionado, invertem seus contatos, e quando este for solto, devido ao de uma mola seus contatos voltam posio inicial.

Chaves Fim-de-curso So chaves acionadas mecanicamente, por meio de um rolete mecnico, ou gatilho (rolete escamotevel), fazendo com que seus contatos sejam invertidos ao serem acionadas. Geralmente so posicionadas no decorrer do percurso de cabeotes de mquinas, ou hastes de cilindros.

Sensores de proximidade So chaves eletrnicas que emitem um sinal ao detectar a proximidade de um objeto em esteiras, hastes de cilindros ou cabeotes de mquinas. Os sensores de proximidade podem ser de diversos tipos, entre eles esto os: indutivos e ticos.

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Sensores Indutivos So sensores que so acionados quando um objeto metlico aproximado, entrando em um campo eletromagntico.

Sensores ticos So sensores que funcionam segundo o princpio de emisso e irradiao infravermelha.

tico por barreira Sensor no qual possui um elemento emissor de irradiao infravermelha, montado em frente a um receptor em uma distncia pr-determinada. acionado quando ocorre uma interrupo da irradiao por qualquer objeto, pois esta deixar de atingir o elemento receptor.

tico por difuso Sensor no qual o emissor e o receptor esto montados em um mesmo conjunto. acionado quando os raios infravermelhos emitidos, refletem sobre a superfcie do objeto e retornam ao receptor.

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tico por reflexo Sensor parecido com o tico por difuso, diferindo apenas no sistema tico. Os raios infravermelhos emitidos refletem em um espelho instalado frontalmente, e retornam ao receptor. acionado quando um objeto interrompe a reflexo de raios entre o espelho e o receptor. Dispositivos de sada e Atuadores Recebem as informaes (sinais eltricos) enviadas pelo sistema, com a finalidade de auxiliar ou at mesmo realizar diretamente um trabalho eltrico, mecnico, pneumtico ou hidrulico em uma mquina ou processo industrial, ou apenas a fim de realizar sinalizao visual ou sonora aos operadores. Entre esses elementos, podemos citar: rels, contatores, solenides de vlvulas, cilindros, vlvulas de controle proporcional, inversores de frequncia, motores, entre outros.

Cilindros Tambm conhecidos como atuadores pneumticos ou hidrulicos, podem ser do tipo linear, rotativo ou oscilante. Os mais comuns so os do tipo linear, que transformam a presso do ar comprimido ou do leo, em movimento linear e fora. Os tipos de cilindros lineares mais utilizados so o de simples ao e o de dupla-ao.

O cilindro de simples ao, possui um nico orifcio pelo qual o ar ou leo entra e sai. Ao colocarmos presso neste cilindro ele movimentado e ao retirarmos presso, uma mola retorna a haste do cilindro para a posio original. J os cilindros de dupla-ao, possuem dois orifcios pelos quais podem entrar e sair o ar ou leo, dependendo do movimento desejado, portanto, um orifcio serve para o avano do cilindro e outro para o seu retorno. O fluxo de ar ou leo que o cilindro recebe, transmitido por vlvulas direcionais.

Vlvulas direcionais Para os cilindros pneumticos e hidrulicos trabalharem, efetuando seu avano e recuo, necessria a utilizao de vlvulas que permitam direcionar o fluxo de ar comprimido ou leo para dentro ou para fora do cilindro. As vlvulas direcionais so descritas pelo nmero de vias e posies que ele possui. As vias, so conexes de entrada, sada e escape de ar ou leo, e as posies so a quantidade de manobras que a

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vlvula permite realizar, como por exemplo uma vlvula de 2 vias e 2 posies, permite ora a passagem de ar ora o bloqueio de ar da entrada para a sada. As vlvulas podem ser acionadas por comando manual, eltrico, pneumtico ou mecnico. Normalmente so utilizadas solenides (bobinas eletromagnticas) para a mudana de posio da vlvula, pois tem a vantagem de ser acionada a distncia e com bastante segurana e preciso.

Motores eltricos So equipamentos que, quando energizados, realizam movimentos giratrios de seu eixo, que podem ser medidos em Rotaes por minuto (Rpm). Existem motores de diversos tipos e finalidades, variando de acordo com sua forma construtiva e tipo de alimentao (tenso contnua ou alternada), consumo de corrente, etc. So utilizados para inmeras aplicaes: movimentar e acionar esteiras, elevadores, bombas, compressores, partes mveis de mquinas, extrusoras, robs, misturadores, ventiladores, furadeiras, bem como sua utilizao j bastante difundida na rea de eletrodomsticos, automveis, avies, etc.

Rels e Contatores Rels, so chaves composta de vrios contatos, acionadas por bobinas eletromagnticas. So utilizados para comando, sinalizao e intertravamento de circuitos eltricos. Quando a bobina energizada, os contatos NA (normal aberto) fecham e os contatos NF (normal fechado) abrem, permitindo ou interrompendo a passagem de corrente eltrica por eles. Quando a bobina desenergizada, uma mola retorna os contatos a posio original.

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Os contatores, apresentam as mesmas caractersticas dos rels, porm seus contatos so dimensionados para suportarem correntes mais elevadas, permitindo assim sua utilizao no acionamento direto de motores.

CLP Controlador Lgico Programvel

Aparelho eletrnico digital que utiliza uma memria programvel para o armazenamento interno de

instrues para implementaes especficas, tais como lgica, sequenciamento, temporizao,

contagem e aritmtica, para controlar, atravs de mdulos de entradas e sadas, vrios tipos de

mquinas ou processos. Definio segundo a NEMA (National Electrical Manufacturers Association)

Em um sistema de automao que utiliza CLP, os sensores da mquina ou processo, so conectados

aos mdulos de Entradas, que levam as informaes at um software programado por um Tcnico ou

Engenheiro responsvel pela automao, para desempenhar as funes de controle do sistema, onde

ir executar operaes como: lgica, sequenciamento, temporizao, contagem e aritmtica e enviar o

resultado dessas operaes para os atuadores que so conectados aos mdulos de Sadas.

IHM Interface Homem-Mquina Interface Homem-Mquina, um equipamento que possibilita ao operador a monitorao e interao

com a mquina ou processo industrial.

Atravs de um display de texto ou tela grfica, a IHM cumpre a funo de apresentar de forma inteligvel

o status de sinais de sensores e atuadores, vlvulas, motores, valores de variveis de processo,

alarmes e indicaes de falhas. E atravs de um teclado ou tela sensvel ao toque (touch screen)

possibilita de forma interativa a realizao de comandos, acionamento de atuadores, alteraes de Set

Points (valores ideais determinados pelo operador), mudana de manual para automtico e definio de

limites de funcionamento.

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Abaixo esto alguns exemplos de IHMs do Sistema Brancommand (desenvolvidas pela Branqs

Automao):

Sistema BranCommand Os Sistemas de Automao fornecidos pela Branqs Automao, utilizam CLP e IHM baseados em PC industrial (computador).

Os mdulos de E/S do Sistema BranCommand, so:

Mdulo de Entrada Digital: Placa BC-8E 8 Entradas 24 VCC

Mdulo de Sada Digital: Placa BC-8S 8 Sadas 24 VCC / 2 A

Mdulo de Temperatura: Placa BC-4TP 4 entradas para termopares

Mdulo de Entrada Analgica: Placa BC-4EA 4 entradas 0 a 10 VCC

Mdulo de Sada Analgica: Placa BC-4SA 4 sadas 0 a 10 VCC

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Os mdulos de I/O - Entrada e Sada, so distribudos e se comunicam via rede de comunicao

CANBUS. Para os mdulos se comunicarem entre si e com a IHM, necessrio interlig-los ao mdulo

de comunicao BC-CAN.

Abaixo temos alguns exemplos de telas do software da IHM de mquinas automatizadas pela Branqs

Automao.

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Exerccios EXERCCIO 1 Na ilustrao abaixo, existe um sistema para tampar embalagens.

Um cliente nos pediu para realizar um sistema de automao que satisfaa a seguinte

seqncia: as embalagens iro chegar atravs de uma esteira at o local onde est posicionado o cilindro. Quando uma embalagem detectada, a esteira pra e o cilindro avana inserindo a tampa na embalagem. O cilindro retorna dando incio a um novo ciclo automaticamente.

Com base nestas informaes, faa os exerccios abaixo:

a) Faa uma lista de especificao dos equipamentos necessrios para o sistema de automao e descreva a funo de cada um.

b) Elabore um diagrama representativo de ligao dos dispositivos de E/S, aos mdulos e

equipamentos do sistema de automao. c) Elabore um esquema eltrico interligando todos os equipamentos e dispositivos do sistema de

automao.

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EXERCCIO 2

Na ilustrao abaixo, existe um sistema que transporta pacotes entre duas esteiras.

Um cliente nos pediu para realizar um sistema de automao que satisfaa a seguinte seqncia: os pacotes chegaro atravs da esteira da direita e atravs do cilindro A (inferior) sero levantados at a posio superior, quando o cilindro B (superior) dever empurrar o pacote para a esteira da esquerda. Aps este movimento, o cilindro B retornar. Somente quando este alcanar a posio original, o cilindro A iniciar o movimento de retorno.

Com base nestas informaes, faa os exerccios abaixo

a) Faa uma lista de especificao dos equipamentos necessrios para o sistema de automao e descreva a funo de cada um.

b) Elabore um diagrama representativo de ligao dos dispositivos de E/S, aos mdulos e

equipamentos do sistema de automao. c) Elabore um esquema eltrico interligando todos os equipamentos e dispositivos do sistema de

automao.

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Bibliografia

Apostila PARKER Eletropneumtica Industrial Apostila SENAI Comandos Eletropneumticos Apostila SENAI Comandos Eltricos Teoria Apostila FORTEC Eletropneumtica Catlogo da WEG Catlogo da METALTEX