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CPM – Programa de Certificação do Pessoal de Manutenção Instrumentação

Automação Básica

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Automação Básica e Circuitos de Intertravamento e Alarmes

Trabalho realizado em parceria SENAI / CST (Companhia Siderúrgica de Tubarão)

Robson Santos Cardoso(SENAI)
SupervisãoRosalvo Marcos Trazzi(CST)
Fernando Tadeu Rios Dias(SENAI)
Elaboração Flavio Morais de Souza(SENAI)

Coordenação GeralEvandro de Figueiredo Neto (CST)

Wenceslau de Oliveira(CST)

AprovaçãoMarcos Antônio R. Nogueira (CST)

SENAI – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional do Espírito Santo CTIIAF – Centro Técnico de Instrumentação Industrial Arivaldo Fontes Av. Marechal Mascarenhas de Moraes, 2235 Bento Ferreira – Vitória – ES CEP 29052-121 Telefone: (27) 334-5200 Telefax: (27) 334-5211

CST – Companhia Siderúrgica de Tubarão Departamento de Recursos Humanos Av. Brigadeiro Eduardo Gomes, s/n, Jardim Limoeiro – Serra – ES CEP 29160-972 Telefone: (027) 348-1286 Telefax: (027) 348-1077

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Índice 1 – NOÇÕES DE CIRCUITOS LÓGICOS

1.1 – Tópicos da álgebra de Boole4 1.2 – Simplificação de circuitos lógicos9 1.3 – Montagem de circuitos com condições estabelecidas14

2 – PRÍNCIPIO DE CONTROLE SEQUENCIAL E CIRCUITOS BÁSICOS 2.1 – Controle sequêncial16 2.2 – Circuito sequêncial19 2.3 – Circuitos básicos24

3 – DIAGRAMAS DE COMANDO 3.1 – Introdução34 3.2 – Intertravamento de contatores41 3.3 – Sistemas de partida de motores43 3.4 – Comando de um contator por botões ou chaves50 3.5 – Reversão de rotação de motor trifásico com contator52 3.6 – Reversão de rotação de motor trifásico com contator e chaves fim de curso54 3.7 – Partida com comutação automática estrela-triângulo de um motor55 3.8 – Partida automática de motor trifásico com autotransformador57 3.9 – Partida com motor de rotor bobinado com comutação de resistência58 3.10 – Partida consecutiva de motores com relés temporizados60 3.1 – Partida automática e frenagem eletromagnética de motor trifásico62

4 – O CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL 4.1 – Surgimento do controlador programável62 4.2 – Introdução da tecnologia de controladores lógico programáveis – PLC’s65 4.3 – Arquitetura do controlador programável70 4.4 – Programação do controlador programável82

5 – ARQUITETURA DIGITAIS E INTERFACE HOMEM-MÁQUINA 5.1 – Introdução93 5.2 – Sistema de aquisição de dados “DAS”93 5.3 – Sistema supervisório de controle “SPC”9 5.4 – Sistema de controle digital direto “DDC”100 5.5 – Sistema de controle com controladores programáveis102 5.6 – Sistema de controle digital distribuído – “SDCD”105

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1 - NOÇÕES DE CIRCUITOS LÓGICOS 1.1 - TÓPICOS DA ALGEBRA DE BOOLE

É uma técnica matemática que é usada quando consideramos problemas de natureza lógica. Em 1847, o matemático inglês George Boole desenvolveu leis básicas aplicadas em problemas de lógica dedutiva. Até 1938, isto se restringia ao estudo de matemática, quando então um cientista do Bell Laboratories, Claude Shammon, começou a utilizar tais leis no equacionamento e análise de redes com multicontatos. Paralelamente ao desenvolvimento dos computadores, a álgebra de Boole foi ampliada, sendo hoje ferramenta fundamental no estudo de automação.

A álgebra de Boole utiliza-se de dois estados lógicos, que são 0 (zero) e 1(um), os quais, como se vê, mantém relação íntima com o sistema binário de numeração. As variáveis booleanas, representadas por letras, só poderão assumir estes dois estados: 0 ou 1 , que aqui não significam quantidades.

O estado lógico “0” representa um contato aberto, uma bobina desenergizada, uma transistor que não está em condução, etc.; ao passo que o estado lógico 1 representa um contato fechado, uma bobina energizada, um transistor em condução, etc.

1.1.1 – Postulados e Teoremas

Toda a teoria de Boole está fundamentada nos postulados e teoremas representados a seguir:

0;A,1A se
1;A,0A se
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i)A=j) m) C.AAB)CB.(A o) BAB.A

1.1.2 - Circuitos Sequenciais a) Circuito Liga

Na figura 1.1, temos a chave A e a lâmpada X. Quando a chave A está aberta ( estado “0” ), a lâmpada X está apagada ( estado “0”). Quando a chave A está fechada ( estado “1” ), a lâmpada X está acesa ( estado “1”).

A equação deste circuito é A=X. Os possíveis estados de A e X são mostrados na tabela verdade 1.1.

Figura 1.1Tabela 1.1 b) Circuito Desliga ( NOT)

Na figura 1.2a, temos a chave A e a lâmpada X. Quando a chave A está aberta ( estado “0”), a lâmpada X está acesa ( estado “1”). Quando a chave A está fechada ( estado “1”), a lâmpada X está apagada ( estado “0”).

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A equação deste circuito é XA=. Os possíveis estados de A e X são mostrados na tabela 1.2. Esta lógica é, geralmente, realizada com contato normalmente fechado, como mostrado na figura 1.2b.

Figura 1.2a Figura 1.2bTabela 1.2 c) Circuito E (AND)

Na figura 1.3 temos as chaves A e B em série e a lâmpada X. Somente quando ambas as chaves, A e B, estão ligadas ( estado “1”) , a lâmpada X está acesa ( estado “1”).

A equação deste circuito é XB.A=. Os possíveis estados de A, B e X são mostrados na tabela 1.3.

Figura 1.3Tabela 1.3 d) Circuito ou (OR)

Na figura 1.4 temos as chaves A e B em paralelo e a lâmpada X. Quando uma das chaves, A ou B, ou ambas, estão fechadas ( estado “1”), a lâmpada X está acesa (estado ”1”).

A equação deste circuito é XBA=+. Os possíveis estados de A, B e X são mostrados na tabela 1.4.

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Figura 1.4Tabela 1.4

Apresenta-se no quadro abaixo um resumo de bloco lógicos básicos e algumas combinações comuns:

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1.2 - SIMPLIFICAÇÃO DE CIRCUITO LÓGICOS

1.2.1 – Simplificação Utilizando a Álgebra de Boole

Aplicando os postulados e teoremas da álgebra de Boole, podemos simplificar expressões, o que implica em simplificação de circuitos.

Exemplo 01 : Simplificar o circuito da figura 1.5.

Figura 1.5

BA
A.BA
A.B.A

A figura 06 representa o circuito simplificado.

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Figura 1.6

Exemplo 02: Simplificar o circuito da figura 7.

Figura 1.7 Solução :

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CBA
B.CA
BAC.B.A

A figura 08 representa o circuito simplificado.

Figura 1.8

1.2.2 – Simplificação com Mapa de KARNAUGH

Quando utilizamos os teoremas e postulados Booleanos para simplificação de uma circuito lógico qualquer não podemos afirmar, que a equação resultante está na sua forma minimizada. Existem métodos de mapeamento de circuitos lógicos, que possibilitam a minimização de expressões com N variáveis. Um desse métodos é a utilização do mapa de KARNAUGH e é indicado para minimização de até 4 variáveis.

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Exemplo 1 : Simplificar o circuito da figura 1.9.

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