Aut_trab2_2014

ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MARÍTIMA

M323 – AUTOMAÇÃO

TRABALHO LABORATORIAL Nº2

CIRCUITOS PNEUMÁTICOS

Por: Prof. Luis Baptista

Prof. Rui Manuel Cabrita

ENIDH – 2013/2014

AUTOMAÇÃO TRABALHO LABORATORIAL Nº2

ENIDH /DEM – 3º Ano da LEMM 1

ÍNDICE 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................................ 2

2. TRABALHO A REALIZAR .................................................................................................................................... 2

2.1. CIRCUITO DE AVANÇO DE UM CILINDRO (MANUAL/AUTOMÁTICO) .............................................. 2

2.2. CIRCUITO DE ARRANQUE, PARAGEM, EMERGÊNCIA (MEMÓRIA 3/2 BIESTÁVEL) ....................... 2

2.3. CIRCUITO DE ARRANQUE, PARAGEM, EMERGÊNCIA (MEMÓRIA 3/2 MONOESTÁVEL) .............. 2

2.4. CIRCUITO DE AVANÇO DE UM CILINDRO COM TEMPORIZAÇÕES ................................................... 3

3. RELATÓRIO DO TRABALHO LABORATORIAL ............................................................................................... 4



1. INTRODUÇÃO Este trabalho prático deverá realizar-se nos painéis pneumáticos BOSCH existentes no laboratório. Deve notar-se que nestes painéis, é necessário realizar todas as ligações aos cilindros e válvulas. Nota importante: Para implementar os circuitos na aula de Laboratório, todos os esquemas deverão ser testados previamente através do software de simulação Automation Studio. Deste modo, o aluno deverá construir os ficheiros contendo os exercícios de laboratório e levá-los numa pendrive para a aula, de modo a serem validados e corrigidos, em caso de necessidade. Para obter mais informações acerca deste software, nomeadamente acerca da versão 5.0, o aluno deverá consultar o anexo no final do guia.

2. TRABALHO A REALIZAR

2.1. CIRCUITO DE AVANÇO DE UM CILINDRO (MANUAL/AUTOMÁTICO) Tendo em atenção a matéria dedicada ao estudo de esquemas pneumáticos básicos referentes a Circuitos Pneumáticos, construa o seguinte circuito pneumático:

“AVANÇO E RECUO DE UM CILINDRO – MANUAL/AUTOMÁTICO” Os alunos deverão utilizar os painéis didáticos BOSCH, pelo que terão que construir o circuito na sua totalidade a partir dos componentes existentes. Depois de efetuarem a validação do funcionamento do circuito no Automation Studio, os alunos deverão implementar o esquema no painel através da utilização dos elementos disponíveis no laboratório.

2.2. CIRCUITO DE ARRANQUE, PARAGEM, EMERGÊNCIA (MEMÓRIA 3/2 BIESTÁVEL) Tendo em atenção a matéria dedicada ao estudo de esquemas pneumáticos básicos referentes a Circuitos Pneumáticos, construa o seguinte circuito pneumático:

“ARRANQUE, PARAGEM E EMERGÊNCIA” Neste circuito, é utilizado uma memória 3/2 biestável. Deste modo, efetue o seguinte:

i. Devem construir e validar o funcionamento do circuito no Automation Studio;

ii. Seguidamente, os alunos deverão implementar o esquema no painel através da utilização dos elementos disponíveis no laboratório.

2.3. CIRCUITO DE ARRANQUE, PARAGEM, EMERGÊNCIA (MEMÓRIA 3/2 MONOESTÁVEL) Neste caso, pretende-se que seja realizado o circuito anterior de “Arranque, Paragem e Emergência”, mas no qual seja utilizada uma memória 3/2 monoestável.



Deste modo, efectue o seguinte:

i. Analise as principais alterações que deverá introduzir no circuito de modo a cumprir as especificações do problema;

ii. Depois de efetuar a validação do circuito no Automation Studio, os alunos deverão implementar o esquema no painel através da utilização dos elementos disponíveis no laboratório.

2.4. CIRCUITO DE AVANÇO DE UM CILINDRO COM TEMPORIZAÇÕES Considere um dispositivo de colagem de peças metálicas, através de um cilindro pneumático. O sistema funciona da seguinte forma:

i. O operador inicia o processo através da atuação numa botoneira pneumática de “start” (acção de impulso);

ii. O cilindro avança (A+) e quando chegar ao final do curso pressiona a peça a colar durante 10 s;

iii. Após efetuada a temporização, o cilindro realiza o movimento de retorno (A-), mesmo que operador mantenha atuada a botoneira de “start”;

iv. Para iniciar uma nova operação, o operador terá que desatuar a botoneira de “start”. Seguidamente, deverá atuá-la de modo a iniciar nova operação.

Deste modo, efetuam-se as seguintes operações:

a) Construa o circuito que realiza as operações descritas no enunciado. (NOTA: Considere que o cilindro dispõe dos respetivos sensores de fim de curso. Considere a utilização de dois temporizadores, sendo um para descativar a saída da botoneira de arranque (start) e outro para garantir a temporização de 5 s no final do avanço);

b) Depois de efetuar a validação do circuito no Automations Studio, os alunos deverão implementar o esquema no painel, através da utilização dos elementos disponíveis no laboratório.



3. RELATÓRIO DO TRABALHO LABORATORIAL O relatório do trabalho deverá dar resposta aos seguintes pontos:

• Esquema ISO-CETOP do circuito de avanço/recuo manual e automático (Esquema real e não o representado nos apontamentos). Diga quais as funções lógicas de comando do circuito;

• Esquema ISO-CETOP do circuito de arranque, paragem e emergência com memória biestável (Esquema real implementado na aula prática e não o representado nos apontamentos). Represente as funções lógicas de comando do circuito;

• Esquema ISO-CETOP do circuito de arranquem paragem e emergência, com memória monoestável. Diga quais as funções lógicas de comando do circuito;

• Esquema ISO-CETOP do circuito “E” temporizado de um cilindro pneumático (Esquema implementado nas aulas práticas);

• Determine as funções lógicas de comando do circuito de avanço com temporizações;

• Descreva o modo de funcionamento dos temporizadores pneumáticos utilizados no esquema anterior. Como se designa o temporizador quanto ao seu modo de funcionamento?

• Esquema ISO-CETOP do circuito “E” temporizado de um cilindro pneumático, considerando que a válvula 3/2 biestável é substituída por uma válvula 3/2 monoestável (comando pneumático e retorno por mola).

Comentários finais: O relatório deverá incluir para além do ficheiro em Word, os ficheiros em Automations Studio correspondentes aos circuitos analisados. O relatório em papel deverá ser entregue em papel uma semana depois da sua realização no laboratório. A não entrega no prazo definido, irá acarretar uma penalização por cada semana de atraso.



ANEXO: INTRODUÇÃO AO AUTOMATION STUDIO (VERSÃO 5.0)

1. INTRODUÇÃO Este guia tem por objectivo fazer uma brevíssima introdução ao Automation Studio 5, um software de modelação e simulação de sistemas de comando pneumáticos, hidráulicos, eléctricos e electrónicos. A utilização deste software no âmbito da disciplina de Automação permitirá aos alunos não só prepararem as diversas montagens laboratoriais como ainda testar e compreender o funcionamento de diversas instalações de comando industrial.

2. INSTALAÇÃO Para instalar o software correctamente, execute todas as tarefas descritas no ficheiro Instalação.txt do CD-ROM com o programa.

3. MODELAÇÃO E SIMULAÇÃO DE UM CIRCUITO PNEUMÁTICO

1. Abra o programa. Surgirá no ecrã a seguinte janela;

2. No menu Library Explorer no lado esquerdo fazer Open Library;



3. Escolha carregar as bibliotecas como XML e escolha o ficheiro Main;

4. A biblioteca leva algum tempo a ser carregada. No final deverá aparecer o seguinte

menu;



NOTA: Depois da primeira utilização, é possível que consiga carregar directamente a biblioteca Main.prl. 5. Dentro da biblioteca pneumática, escolha os componentes que considerar mais

adequados. Por exemplo, na sub-biblioteca Actuators escolha o cilindro de duplo efeito;



6. Coloque-o na página principal do projecto, por arrasto do componente com o rato;

7. Escolha agora uma válvula direccional 5/2, na sub-biblioteca Directional Valves;



8. Nesta biblioteca, poderá não encontrar exactamente a válvula que procura. Nesse caso, escolha uma qualquer e arraste-a também para a página do projecto;

9. Agora, é necessário editar a válvula de forma a ter o tipo de comando pretendido. Para

isso, clique duas vezes sobre a válvula. Surgirá no ecrã a seguinte janela:



10. Com o rato, clique duas vezes sobre a parte do diagrama da válvula que pretende alterar. Por exemplo, se quiser alterar o comando da válvula de solenóide para um actuador manual, clique duas vezes sobre a solenóide. Surgirá a seguinte janela:

11. Escolha por exemplo o PushButton e clique OK. A válvula terá agora a seguinte

representação:



12. Clique em Apply e em seguida em Close e a válvula no projecto será já uma válvula 5/2 com actuação manual e retorno por mola;

13. Finalmente, na sub-biblioteca Flow Lines and Connections, escolha as alimentações penumáticas e escapes para a válvula. Para ligar a válvula ao cilindro, desloque o rato até a uma da saída das válvulas e quando aparecer o alvo (ou mira), carregue com o botão esquerdo do rato e estabeleça uma ligação com o cilindro. No final obterá o seguinte circuito;

14. Finalmente, está em condições de simular o circuito que desenhou. Para isso, desloque o rato até ao botão verde na barra de ferramentas (ou alternativamente no menu simulation);



15. O circuito está pronto a simular. Se deslocar o rato sobre o comando manual da válvula e carregar com o botão esquerdo, o cilindro deslocar-se-á para a direita. Quando largar o botão do rato, o cilindro recolherá à posição inicial por acção da mola.

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