Introdução eletro-pneumática: Válvulas:
VCD 2/2 NF
VCD 2/2 NA
VCD 3/2 NF
VCD 3/2 NA
VCD 4/2
VCD 5/2
Memorização: 1) Memorização na parte elétrica: enquanto o sinal elétrico estiver ativo a válvula está acionada. A
P
R
2) Memorização na parte pneumática: um pulso elétrico ativa um estado da válvula. Este estado só é alterado por meio de um pulso contrário.
2
A
P
R
Montagem no cilindro:
A
R
P
A
B
S
R
B
S
P
Circuitos equivalentes:
b1
d1
d1
b1
b2
botão com retorno
b0
Relé auxiliar
d1
s1
s1
s2
3
Formas de Representação de Seqüências de Movimento: Ex.: Operação de transporte de pacotes em esteira-elevador-esteira: Ciclo de trabalho:
Cilindro A eleva novo pacote que chegou da esteira de entrada Cilindro B expulsa o pacote do elevador para esteira de saída Cilindro A retorna após B ter confirmado expulsão Cilindro B recua Cilindro A não avança sem B ter recuado.
OBS: Determinação dos tipos de cilindros: Curso maior ou carga elevada
⇒
cilindro dupla-ação
⇒
custo maior
Supondo-se que a aplicação exige cilindros de dupla-ação, neste caso, apenas válvulas de 4 ou 5 vias podem ser usadas.
a) Notação em forma escrita abreviada: A+ B+ A– B– Outro exemplo:
A+
B+
B–
A– B+ e A– são movimentos simultâneos.
b) Notação em forma de diagrama Trajeto-Passo: ( não há preocupação com o tempo, mas com o sequenciamento dos estados dos cilindros ). 1
3
2
+
5=1
4
FC1
A –
FC3 b1
+
FC2
B –
b) Notação em forma de diagrama Trajeto-Tempo: A+ = 5s B+ = 2s A– = 9s B– = 6s
4
5
+
2
9
6
A – + B –
Método de Elaboração de Esquemas Eletro-pneumáticos pelo Sistema Intuitivo: Memorização na parte elétrica: a) Esquema pneumático:
B
A FC3
A
FC1
FC2
B
A
S1
B
S2 R
P
R
S
P
S
b) Esquema elétrico:
+
b1
d1
d1
FC1
-
d2
FC3
FC2
d1
d2
S1
d2
S2
A+
B+
A-
B-
5
Memorização na parte pneumática: a) Esquema pneumático:
B
A FC3
FC1
B
A
S1
A
S2
R
FC2
P
B
S3
S4
S
R
P
S
b) Esquema elétrico:
+
b1 Botão geral: para não deixar S4 sempre energizada.
b2
FC1
S1
-
S3
A+
FC3
FC2
S2
B+
S4
A-
B-
6
Automatização eletro-pneumática usando lógica binária Conceitos Básicos
Comando e controle
Comando: é um sistema no qual uma ou mais grandezas de entrada produzem efeito sobre as grandezas de saída. Controle: é um sistema no qual o valor de uma grandeza de saída é comparado com um valor desejado. O resultado desta comparação (que representa um erro) é utilizado pelo sistema para corrigir a grandeza de saída.
Sinais analógicos, digitais e binários Os sinais de entrada e saída de um sistema representam grandezas físicas mensuráveis, como pressão, temperatura, umidade, força, tensão, deformação, etc. Estas grandezas são analógicas, ou seja, podem assumir valores contínuos (número infinito de valores). Freqüentemente estes sinais são digitalizados pelos sistemas de medição e controle, ou seja, a grandeza física é discretizada (particionada em degraus). Em particular, se este número discreto de valores for de apenas dois, falamos de sinais binários. Apesar do sistema binário basear-se na premissa de que há apenas dois estados para uma grandeza (ligado/desligado, aberto/fechado, alto/baixo...) o uso da lógica binária e da álgebra booleana permitiu o crescimento da indústria eletroeletrônica, o desenvolvimento dos computadores e dos controladores microprocessados (além de inúmeras outras aplicações).
7
Lógica Binária: Os comandos binários têm sua lógica estruturada na "existência" (valor 1) ou "não existência" (valor 0) de sinal. Estes dois estados lógicos são os elementos da álgebra booleana.
Funções lógicas básicas, tabela verdade e equações booleanas: Para melhor compreensão são apresentadas as funções lógicas básicas por interruptores elétricos e elementos pneumáticos. No primeiro caso, a existência de sinal de saída A é representada pela lâmpada acesa e, no segundo, pela existência de pressão. Os sinais de entrada a e b correspondem à existência de corrente elétrica (interruptores fechados) ou à existência de pressão.
Função E (conjunção: A=a b) •
a
U A
A
b
a
b
A
b
&
O a
a
tabela verdade:
a
b
A
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
b
A
8
Função OU (disjunção: A=a+b)
+
a
A
U
b
a
b
≥1 O
-
a
A
b
tabela verdade: a
b
A
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
1
Função SIM (identidade: A=a) +
U a A
1
a -
a
O A
tabela verdade:
a
A
0
0
1
1
9
Função Não (negação: A= a ) +
U a A
1
a -
a
O A
tabela verdade:
a
A
0
1
1
0
10
Comandos Combinatórios Comandos combinatórios são aqueles em que o sinal de uma saída S do sistema depende da combinação dos sinais de entrada, ou seja: S = f(E)
Comandos Combinatórios - Memória RS A "memória" possui a função de manter um sinal dado, até que outro sinal contrário venha repor a variável de saída ao valor original. Fluxograma lógico do elemento de memória RS:
A
≥
a
1
&
A
b
Tabela verdade: A anterior
a
b
A
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
Da tabela verdade vemos que: 1) a entrada b tem função de RESET, ou seja, sempre que b = 1, então a saída é zerada (A = 0). A isto chama-se "desligar dominante". 2) Sempre que b = 0, ou seja, a entrada RESET não estiver ativada: a) Basta que a = 1 para que a saída seja
A = 1,
portanto, a entrada a tem função
de SET. b) Se a = 0 mas a história do sistema diz que mantida alta A = 1.
A anterior = 1 ,
então a saída é
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3) As observações anteriores provam que este sistema apresenta memória, ou seja, no momento em que foi dado um sinal de SET, este é mantido até que um sinal de RESET venha desarmá-lo.
Portanto o fluxograma lógico do elemento RS pode ser substituído pela caixa preta: SET A RESET
Diagrama ladder correspondente para a memória RS:
SET
RESET
A
A
Comandos Sequenciais: Comandos sequenciais são aqueles em que a passagem de um passo para o seguinte só ocorre após satisfeitas satisf eitas condições pré-determinadas num programa.
Projeto de Comandos Sequenciais pelo Método Passo a Passo: O método passo a passo oferece uma sistemática bastante geral para o projeto dos comandos sequenciais. Suas principais características são: Fácil e rápido projeto e programação. Fácil supervisão e visão global da estrutura de programação. Flexibilidade para mudanças ou ampliações. Ocorrendo problemas de funcionamento, facilidade de localização e correção do erro Padronização e facilidade de inclusão e variação nos modos de funcionamento da seqüência, como por exemplo: ciclo único ou contínuo, ciclo automático ou comando manual passo-a-passo, desativação das memórias para colocação no estado inicial (resetagem dos estados internos), etc...
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Suas principais características são: Cada passo constitui-se num estado perfeitamente individualizado e diferente dos demais. A cada passo é associada uma memória RS. A passagem de um passo a outro se dá através da satisfação das condições para o seguimento da seqüência. As memórias são intertravadas, ou seja: quando está ocorrendo o passo "n", a memória "n-1" é desativada e a memória "n+1" ativada. O passo "n+1" ocorre apenas se: a memória do passo anterior está ativada E
as condições para prosseguimento da seqüência foram confirmadas.
Diagrama de Funções para o Método Passo a Passo: Simbologia:
E1 E2 E j
Ei = B0 B1
Passo
n
A
B
C
B2 Comentári
onde: S = Saídas de sinal E = Entradas de sinal: condições de prosseguimento para o passo n B0 = Reset manual B1 = Liberação (de todos os passos da seqüência) B2 = Realização do passo n, sem as condições de prosseguimento E 1 a E j e Ei
Campos: A = Tipo de comando M = memorizado MT = memória temporizada
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Exemplo de comando sequencial:
A+ B+ B- A-
Configuração física:
A
S1
A
B
10
P
S3
A
13 R
B
S2
B
11
S
12 R
Diagrama Trajeto-passo:
A
B
P
S
S4
14
Diagrama de Funções: S6
S0 S1
1
M
A+
S2
M
B+
S4
M
B-
S3
M
A-
S1
Fixar
S2
2
Conformar
S4
3
Recuar
S3
4
Soltar
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Diagrama lógico: S6 = RESET de todas as memórias.
S0 S1
≥1
&
&
13
S6 11
10
S2
≥1
passo posterior irá desativar a memória atual último passo está ativado
S2 ≥1
& 10
&
11
S4
&
12
S3
&
13
S1
S6 12
≥1
S4 ≥1
& 11
S6 13
≥1
S6 ≥1
S3 12
≥1
& 10
16
Diagrama ladder:
S0
S1
13
S6
11
10
10
S6
12
11
11
S6
13
12
10
S2
11
S4
12
S3
12 S6 13
10
13
