Baixe Elaboração de Comandos de Eletrohidráulica - Exercícios Comentados e outras Exercícios em PDF para Tecnologia Industrial, somente na Docsity! André Luis Lenz SENAI – SP – NAI – CFP 1.06 14 Comandos de Eletrohidráulica Exercícios Comentados para Elaboração, Montagem e Ensaios Elementos de Processamento de Sinais: Os componentes de processamento de sinais elétricos são aqueles que analisam as informações emitidas ao circuito pelos elementos de entrada, combinando-as entre si para que o comando elétrico apresente o comportamento final desejado diante dessas informações. Entre os elementos de processamento de sinais podemos citar os relês auxiliares, os contatores de potência, os relês temporizadores e os contadores, entre outros, todos destinados a combinar os sinais para energização ou desenergização dos elementos de saída. Relés Temporizadores: Os relês temporizadores, também conhecidos como relês de tempo, geralmente possuem um ou dois contatos NA mais um ou dois contatos NF, podendo ser ainda um ou dois contatos reversíveis. Seja qual for o tipo e quantidade de contatos, eles são manobrados de forma conjunto, de forma simultânea, pela energização de uma bobina eletromagnética. Esta, por sua vez, poderá ser acionada com retardo na energização ou com retardo na desenergização e isso é o que distingue dois tipos distintos de relês temporizadores. A ação de temporizar, apesar de não implicar na ocorrência de movimento algum, deve ser considerada como um passo na seqüência de acionamento. No mapa de acionamentos, o intervalo de tempo (T) deve ocupar uma coluna própria, do mesmo modo como cada um dos movimentos ocupam suas próprias colunas. Relé Temporizador com Retardo na Energização: Este relê temporizador possui além dos contatos, uma bobina com retardo na energização, onde o retardo equivale a um intervalo de tempo que pode ser ajustado por meio de um potenciômetro. Quando a bobina é energizada, ao contrário dos relês auxiliares comuns, que comutam imediatamente seus contatos, um circuito eletrônico que existe internamente ao relê temporizador, tem a função de causar um retardo (∆T) no acionamento do contato, de acordo com o ajuste de um potenciômetro. Se o ajuste de tempo no potenciômetro for, por exemplo, de 5 segundos, o temporizador então aguardará esse período de tempo, que se inicia a partir do instante em Simbologia André Luis Lenz SENAI – SP – NAI – CFP 1.06 15 que a bobina do relê de tempo for energizada, e somente então, depois de transcorrido este tempo, os contatos serão acionados, abrindo os NF e fechando os NA. Já, quando a bobina deste relê de tempo é desligada, o contato comutador retorna imediatamente à posição inicial. Devido a este comportamento é que deriva a designação relé temporizador com retardo na energização. Relé Temporizador com Retardo na Desenergização: Este outro tipo de relé temporizador apresenta retardo no desligamento. A aplicação deste tipo de relê costuma, às vezes, causar um pouco de confusão caso o técnico não esteja bem atento, pois este relê trabalha com lógica invertida tanto no que diz respeito ao acionamento de seus contatos ao fim da temporização como também com relação a energização da sua bobina para início da temporização. Quando sua bobina é energizada, seu contato é imediatamente acionado, mas esta condição é a condição de repouso do temporizador e ele não está contando tempo. A partir do momento em que a bobina é desligada, é que o período de tempo ajustado no potenciômetro começa a ser contado e somente então, com o tempo decorrido, os contatos associados são desacionados, indo para suas posições normais. Outro tipo de relé temporizador, também encontrado em comandos elétricos é o relê temporizador cíclico, também conhecido como relé pisca-pisca. Este tipo de relé possui, além dos contatos e da bobina, dois potenciômetros que permitem ajustar independentemente os tempos de retardo para as inversões dos contatos. Quando a bobina é energizada, o contato é invertido ciclicamente. Exercício 1: Dado o esquema eletrohidráulico mostrado ao lado: Usando o método intuitivo, elabore um diagrama de comando elétrico para executar a seguinte seqüência: A+ T A- Onde T seja um intervalo de tempo de 5s determinado por um relê de tempo com Retardo na Energização. Considere a necessidade de um botão de partida para dar início a execução da seqüência. Simbologia Válvula Duplo Solenóide 4 vias 3 Posições com Centro Aberto André Luis Lenz SENAI – SP – NAI – CFP 1.06 18 Válvula 4/3 Vias Duplo Solenóide com Centro Fechado e Retorno por Mola: Uma condição de centro aberto permite o movimento livre do atuador enquanto o fluxo da bomba é devolvido ao tanque a uma pressão baixa. As válvulas de 4 vias, de centro aberto, são muitas vezes usadas em circuitos de atuadores simples. Nestes sistemas, depois do atuador completar o seu ciclo, o carretel da válvula direcional é centralizado e o fluxo da bomba retorna ao tanque a uma pressão baixa. Ao mesmo tempo, o atuador fica livre para se movimentar. Por possuir retorno mola nas duas extremidades, a posição de repouso deste tipo de válvula é no centro, que é aberto, assim uma válvula direcional com um êmbolo de centro aberto tem as passagens P, T, A e B, todas ligadas umas às outras na posição central. Uma desvantagem da válvula de centro aberto é que nenhum outro atuador pode ser operado quando a válvula estiver centrada, devido à baixa pressão de suprimento. Para constatar a veracidade desta afirmação no simulador FluidSim é necessário definir algum valor de carga e de atrito estático para este outro atuador, pois a condição default para estes parâmetros nas propriedades do elemento é de valor zero, coisa que não acontece no mundo real. Com a carga e o atrito estático, ambos nulos (como o FluidSIM® admite), outros atuadores até conseguem movimentar-se, mesmo com uma pressão muitíssimo baixa. Também para o próprio atuador comandado pela válvula de centro aberto deve ter algum valor de carga e de atrito estático definido (diferente de zero), caso contrário, ao iniciar a simulação o atuador avançará por si somente, mesmo que lentamente, como você já deve ter percebido nas simulações dos exercícios anteriores. Isto ocorre, pois, apesar de ambas as câmaras estarem submetidas à mesma pressão, existe na prática uma diferença a menor na área de atuação da pressão da câmara dianteira, quando comparado com a área de atuação da pressão na câmara traseira. Simbologia Sangria Pressão Muito Baixa André Luis Lenz SENAI – SP – NAI – CFP 1.06 19 Exercício 3.1: Objetivo: Simular funcionamento do circuito eletrohidráulico submetendo os atuadores a condições reais de carga e de atrito. Uma vez que o comando do exercício 3 já esteja funcionando corretamente, responda: 1- Ao iniciar a simulação a válvula 4/3 vias de centro aberto permanece centrada? Sim Não 2- O cilindro atuador B, permanece parado (recuado)? Sim Não Dê um duplo clique no cilindro B para acessar as propriedades (ou um clique com botão direito e em seguida “Properties”) e selecione a ficha “External load” (ou carga externa). A ficha “External load” permite configurar valores para os parâmetros da massa movente (Moving mass) e do coeficiente de atrito estático (Static friction coefficient). Repare que ambos os parâmetros encontram-se zerados. Vamos assumir então os seguintes valores: Massa Movente: 10 Kg Coeficiente de atrito estático: 0,5 Obs: O coeficiente de atrito estático é uma constante de proporcionalidade entre forças (a força de atrito máxima e a força normal), daí o fato de ser uma grandeza adimensional. Clique em OK e em seguida vamos iniciar novamente a simulação. E agora ... 3- Ao iniciar a simulação a válvula 4/3 vias de centro aberto permanece centrada? Sim Não 4- Cilindro atuador B, permanece parado (recuado)? Sim Não Perceba que ao adicionarmos uma carga e um atrito ao atuador colocamos nele condições próximas às fisicamente possíveis no mundo real. Por isso é que agora ele permanece parado após iniciar a simulação. Agora dê a partida no comando e observe: 5- Ainda é possível movimentar o outro atuador (cilindro A)? Sim Não Então para o cilindro A vamos adotar os seguintes valores: Massa Movente: 10 Kg Coeficiente de atrito estático: 0,5 André Luis Lenz SENAI – SP – NAI – CFP 1.06 20 Clique em OK e em seguida vamos iniciar novamente a simulação. Dê a partida no comando e observe agora ... 6- Ainda é possível movimentar o outro atuador (cilindro A)? Sim Não Por que? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ OBS: Sem saber entender o porque, você muito provavelmente não conseguirá encontrar uma solução para o exercício 4. Exercício 4: Considerando o mesmo diagrama eletrohidráulico dos exercícios anteriores, e acrescentando um Coeficiente de Atrito Dinâmico (Sliding Friction Coefficient) de valor 0,2 às propriedades de carga externa de ambos os atuadores. Usando o método intuitivo, elabore um diagrama de comando elétrico para executar a seguinte seqüência: A+ A- A+ A- A+ A- T B+ B- Use um relê contador para controlar o número de ciclos de movimentos efetuados pelo atuador, um relê temporizador para T = 4 s e um botão de partida para dar início à execução seqüência. André Luis Lenz SENAI – SP – NAI – CFP 1.06 23 Exercício 3 Mapa de Acionamentos: Caso fossemos elaborar o comando para esta seqüência sem usarmos o relê contador o número de relês auxiliares necessários para resolver os problemas dos casos de sobreposição de sinais seria dependente do número de ocorrências na seqüência de dois movimentos consecutivos, de sentidos opostos, de um mesmo atuador. O movimento A+ seguido do movimento A- ocorre três vezes, mas na terceira ocorrência é também o fim da seqüência, então a terceira ocorrência não precisa ser tratada. Para tratar duas ocorrências isso requer dois relês auxiliares. O fato de estarmos usando um relê contador (no exemplo identificado como KC) não nos exime da necessidade do uso de relê auxiliar para resolver problemas dos casos de sobreposição de sinais, mas o emprego do relê contador faz com que seja necessário sempre apenas um relê auxiliar (no exemplo identificado como K1), independente da quantidade de ocorrências de dois movimentos consecutivos, de sentidos opostos, de um mesmo atuador. Isto se deve ao fato de que precisamos diferenciar apenas o primeiro movimento A+ de todos os demais movimentos A+, pois o primeiro deve ocorrer dependendo do acionamento do botão de partida (B1) e todos os outros demais ocorrerão ciclicamente de modo automático dependendo assim da combinação de sinais do sensor de fim de curso do recua do atuador A (contato NA da chave S1) e do próprio rele auxiliar (sinal habilitador de um contato NA do relê auxiliar K1). Para diferenciar somente o primeiro movimento A+, um único relê auxiliar basta. Isto significa que seqüência: A+ A- A+ A- A+ A- Ou a seqüência: A+ A- A+ A- A+ A- A+ A- A+ A- A+ A- A+ A- A+ A- Ambas são resolvidas pelo mesmo circuito de comando, bastando apenas alterar o valor predeterminado no relê contador! BOTÔES B1 RELÊS K1 KC KC KC K1 KC SOLENOIDES Y1 Y2 Y1 Y2 Y1 Y2 MOVIMENTOS A+ A- A+ A- A+ A- FINS DE MOVIMENTOS S2 S1∧K1 S2 S1∧K1 S2 S1∧KC Onde: K1 é o relê auxiliar que tem a função resolver problemas dos casos de sobreposição de sinais (S1∧K1 Y1); KC é o relê contador que tem a função de contar o número de ciclos de movimentos executados. André Luis Lenz SENAI – SP – NAI – CFP 1.06 24 Nesta versão o evento adotado para produzir os pulsos de contagem foi: toda vez que o cilindro A terminar de avançar. Também seria possível adotar a estratégia de enviar pulsos de contagem toda vez que o cilindro A terminar de recuar, bastaria que ao terminar o terceiro e último recuo do cilindro A, o contador contasse e imediatamente “resetasse” sua contagem. Ao final do terceiro e último avanço do cilindro A o relê contador atinge o limite da contagem e ele atua seu contato provocando o desligamento de relê auxiliar K1 (já não precisamos de K1 deste momento em diante). No entanto o “reset” do contador somente ocorrerá quando o cilindro A completar o último recuo (S1∧KC KC). Deste mapa de acionamentos extraímos o seguinte diagrama de comandos: Diagrama de Comandos: Versão 1: Tal diagrama de comando resolve plenamente a seqüência em questão, no entanto temos ainda um problema prático: Suponha que o relê contador tenha apenas um contato reversível (o relê contador usado na bancada é de fato deste tipo). Note que no diagrama anterior nós empregamos dois contatos NF e um contato NA do rele contador (KC). Assim precisamos fazer, intuitivamente, uma minimização dos contatos empregados. Tal minimização é possível, não só com os contatos de KC mas também com os contatos de S2, conforme mostrado na versão 2, a seguir: André Luis Lenz SENAI – SP – NAI – CFP 1.06 25 Versão 2: Com apenas 1 contato reversível em KC e 2 contatos NA de S2.