Aut_trab6_2014

ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MARÍTIMA

M323 – AUTOMAÇÃO

TRABALHO LABORATORIAL Nº6

SISTEMAS DE COMANDO SEQUENCIAIS

Por:

Prof. Luis Filipe Baptista Prof. Rui Manuel Cabrita

ENIDH – 2013/2014

AUTOMAÇÃO TRABALHO LABORATORIAL Nº 6

ENIDH/DEM – 3º Ano da LEMM 1

ÍNDICE

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

2. CICLOS COM CILINDROS PNEUMÁTICOS ......................................................................... 2

2.1. SISTEMA DE FURAÇÃO DE PEÇAS (CICLO PNEUMÁTICO) .................................... 2

2.2. SISTEMA DE FURAÇÃO DE PEÇAS (CICLO ELETROPNEUMÁTICO) ..................... 3

3. COMANDO DAS CANCELAS DE UMA PASSAGEM DE NÍVEL ....................................... 4

4. RELATÓRIO A REALIZAR ...................................................................................................... 5

ANEXO: DATASHEET DO FLIP - FLOP JK 74LS76 ................................................................. 6



1. INTRODUÇÃO Este trabalho prático visa familiarizar os alunos com os circuitos básicos de comando sequencial. Geralmente, estes circuitos são usados no comando de cilindros, motores, etc., podendo atingir um elevado grau de complexidade.

O corpo deste trabalho prático deve ser realizado nos painéis pneumáticos/electropneumáticos BOSCH. Os painéis pneumáticos BOSCH são idênticos, sendo constituídos por 3 cilindros de duplo efeito, 6 sensores de fim de curso e 3 válvulas 5/2 de duplo comando pneumático ou de comando pneumático e retorno por mola. Possuem ainda válvulas pneumáticas 5/2 biestáveis e botoneiras de arranque/paragem (start/stop).

2. CICLOS COM CILINDROS PNEUMÁTICOS

2.1. SISTEMA DE FURAÇÃO DE PEÇAS (CICLO PNEUMÁTICO) Considere o sistema de alimentação, aperto, furação e extracção de peças representado na figura 2. O sistema é constituído por três cilindros pneumáticos (A, B e C) responsáveis pela alimentação, aperto e extracção da peça e por um motor eléctrico que acciona o dispositivo de furação. Neste caso, deve utilizar os seguintes componentes:

• Cilindros pneumáticos de duplo efeito (A, B, C)

• Válvulas distribuidoras 5/2 de duplo comando pneumático;

• Memórias – Válvulas pneumáticas 5/2 ou 3/2 biestáveis;

• Sensores de fim de curso (válvulas 3/2 com actuação por rolete e retorno por mola);

• Sensor de pressão (Pressostato), utilizado para o comando do motor eléctrico (figura 1);

Fig.1. Simbologia do Pressotato.

• Válvula 3/2 de Start/stop (actuação manual com encravamento);

Fig.2. Sistema de alimentação e aperto/furação/extração de peças.

12

P

1

24



• Motor eléctrico de corrente contínua e o respectivo contactor.

Deste modo, pretende-se que:

1. Determine o ciclo mais adequado, tendo em consideração o esquema representado na figura 2;

2. Determine as equações de comando dos cilindros e do motor através do método totalmente gráfico;

3. Construa o esquema do circuito de comando pneumático e eléctrico (motor do furador) no Automation Studio e verifique o seu funcionamento;

4. Construa o circuito de comando pneumático na bancada BOSCH;

5. Construa o circuito de comando e potência do motor eléctrico na bancada da SCHNEIDER;

6. Teste as ligações, ligue o ar comprimido ao painel e verifique o seu modo de funcionamento.

(NOTA: O cilindro C só deve avançar, caso os sensores a0, b0 estejam ambos atuados).

2.2. SISTEMA DE FURAÇÃO DE PEÇAS (CICLO ELETROPNEUMÁTICO) Considere o novo ciclo de cilindros pneumáticos que representa o sistema de aperto de uma peça, através de um cilindro pneumático e um furador de peça, acionado por um motor eléctrico. Neste caso, deve utilizar os seguintes componentes:

• Cilindros pneumáticos de duplo efeito (A e B);

• Válvulas distribuidores 5/3 de duplo comando eletropneumático e centragem por molas;

• Relés biestáveis;

• Sensores de fim de curso elétricos;

• Interruptor Start/stop (atuação manual com encravamento);

• Motor eléctrico de corrente contínua e o respectivo contactor.

Fig.3. Sistema de furação de peças

A

B



Deste modo, pretende-se que:

1. Determine o ciclo mais adequado, tendo em consideração o esquema representado na figura 3. Dada a especificidade da peça, é necessário efetuar duas perfurações, isto é, dois movimentos de vaivém do cilindro B;

2. Determine as equações de comando dos cilindros e do motor eléctrico através do método de Huffman simplificado;

3. Implemente o circuito de comando no Automation Studio instalado nos computadores do laboratório (versão 3.05);

4. Ligue a caixa de terminais à fonte de alimentação de 24 V;

5. Efectue as ligações dos sensores e das electroválvulas aos terminais de entrada/saída da caixa de terminais do painel electropneumático BOSCH, bem como a ligação ao contactor de arranque do motor eléctrico existente na bancada da SCHNEIDER;

6. Verifique se o ciclo está a funcionar correctamente no computador. Em caso afirmativo, faça a simulação com o exterior através da integração dos componentes reais do painel;

7. Teste as ligações, ligue o ar comprimido ao painel e verifique o funcionamento do ciclo.

3. COMANDO DAS CANCELAS DE UMA PASSAGEM DE NÍVEL Uma estrada com dois sentidos é atravessada por uma linha de comboio, sem guarda nem cancelas. No cruzamento destas vias, existem dois sinais visuais (lâmpadas - L), um em cada faixa da estrada, conforme representado na Fig.4.

100 m 100 m

Lâmpada L

Lâmpada LS1 S2

N

S

EO

Fig.4. Esquema da passagem de nível.

Descrição do problema: Quando um comboio viaja de Este para Oeste, o sensor S2 deteta a sua presença e devem acender-se as lâmpadas L da passagem de nível. As lâmpadas só se apagam quando todo o comboio ultrapassar o sensor S1. Deve-se notar que o comboio pode ter um comprimento superior ou inferior a 200 m. NOTA: Considere que podem circular comboios nos dois sentidos (Este-Oeste e Oeste-Este). Considere igualmente que cada sensor (S1, S2) fica no estado lógico "1", enquanto detetar a presença de comboio e "0", quando detetar a ausência de comboio.



Deste modo, responda às seguintes questões:

a) Represente a matriz primitiva relativa do sistema de comando através do método de Huffman. (NOTA: Considere como variáveis de entrada "S1" e "S2");

b) Determine as equações de comando das memórias e da saída L, utilizando memórias síncronas JK;

c) Implemente o circuito eletrónico no Automation Studio. Verifique se o seu funcionamento está de acordo com as especificações do problema;

d) Implemente o circuito eletrónico de comando na bancada de simulação de circuitos eletrónicos A-TEK. Utilize os interruptores de simulação para simular os sensores (S1, S2) e LEDs para visualizar:

o O estado da(s) memória(s);

o O estado da saída (L).

4. RELATÓRIO A REALIZAR No relatório a realizar, para além de abordar as questões que considerar pertinentes, o aluno deverá apresentar para cada problema do guia:

• Resolução dos ciclos através dos métodos indicados no guia. Justifique as opções que adoptar;

• Equações de comando lógico; • Esquemas de comando em Automation Studio (esquemas efectivamente implementados

nos painéis e não os teóricos). 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: DATASHEET DO FLIP - FLOP JK 74LS76

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