1

SensoresSensores

Universidade Metodista de PiracicabaUniversidade Metodista de Piracicaba

Engenharia de Controle e AutomaçãoEngenharia de Controle e Automação

Disciplina:Disciplina: Técnicas de Comando Técnicas de ComandoProf. Flávio GalibProf. Flávio Galib

22

Cadeia de comandoCadeia de comando Sensores, botoeiras, fim de Sensores, botoeiras, fim de

curso de came ou rolete, curso de came ou rolete, barreiras pneumáticas ou barreiras pneumáticas ou fotoelétricas, pedaisfotoelétricas, pedais

Motores, cilindros, atuadoresMotores, cilindros, atuadores

Válvulas, contatores de Válvulas, contatores de potênciapotência

Válvulas, relés, CLP, Válvulas, relés, CLP, contatores.contatores.

Elementos de Controle

Elementos de Controle

Elementos de Comando

Elementos de Comando

Elementos de Trabalho

Elementos de Trabalho

Elementos de sinais

Elementos de sinais

33

AtuadoresAtuadores

Atuadores ou Dispositivos de saída Atuadores ou Dispositivos de saída são elementos de campo usados são elementos de campo usados para executar as instruções do para executar as instruções do elemento de comando (PLC, elemento de comando (PLC, SoftPLC).SoftPLC).

Tipos Tipos • EletromecânicosEletromecânicos• HidráulicosHidráulicos• PneumáticosPneumáticos

44

AtuadoresAtuadores

São como mãos do São como mãos do CLP que CLP que geralmente tem geralmente tem capacidade para capacidade para ativar uma grande ativar uma grande variedade de variedade de elementos que elementos que atuarão sobre uma atuarão sobre uma planta industrial.planta industrial.

(Atuadores)Músculos

55

Atuadores eletromecânicosAtuadores eletromecânicos

SolenóidesSolenóides• Dispositivo composto de uma bobina e um Dispositivo composto de uma bobina e um

elemento mecânico de acionamento (induzido), elemento mecânico de acionamento (induzido), que produz um movimento de translação.que produz um movimento de translação.

66

SolenóidesSolenóides

Movimento Movimento contínuocontínuo• Solenóides Solenóides

proporcionais. O proporcionais. O deslocamento é deslocamento é linear ao sinal de linear ao sinal de tensão.tensão.

77

SolenóidesSolenóides

Movimento Movimento discretodiscreto• Possui duas Possui duas

posições posições preferenciais: preferenciais: aberto e outra aberto e outra fechada.fechada.

88

Relés Relés

Dispositivo que, alimentado Dispositivo que, alimentado eletricamente (corrente baixa) eletricamente (corrente baixa) resulta o chaveamento de um sinal resulta o chaveamento de um sinal elétrico (corrente alta).elétrico (corrente alta).

TiposTipos• EletromecânicosEletromecânicos• SemicondutoresSemicondutores

99

Relés eletromecânicosRelés eletromecânicos

Uma corrente Uma corrente elétrica passando elétrica passando por uma bobina por uma bobina provoca força provoca força mecânica em um mecânica em um núcleo metálico núcleo metálico que comuta que comuta contatoscontatos

1010

Relés semicondutoresRelés semicondutores

Dispositivos como Dispositivos como transistores, FET’s, transistores, FET’s, triacs que utilizam triacs que utilizam uma sáida de baixa uma sáida de baixa amperagem do CLP amperagem do CLP para chavear uma para chavear uma carga mais altacarga mais alta

1111

Relés temporizadoresRelés temporizadores

Sistemas que Sistemas que retardam a retardam a operação após operação após excitado ou excitado ou desexcitadodesexcitado

1212

ContatoresContatores Capacidade de Capacidade de

chavear altas cargas chavear altas cargas de corrente (>10A)de corrente (>10A)

Em alguns casos a Em alguns casos a bobina é chaveada por bobina é chaveada por um contato a relé um contato a relé (montagem em (montagem em cascata)cascata)• I da bobina é maior que I da bobina é maior que

I da saída do CLPI da saída do CLP Motores, aquecedores Motores, aquecedores

etc.etc.

1313

SensoresSensores

Automação discretaAutomação discreta• Variáveis mecânicas (posição Variáveis mecânicas (posição

velocidade)velocidade) ProcessosProcessos

• Variáveis (ph, temperatura, composição Variáveis (ph, temperatura, composição química, cor etc.química, cor etc.

1414

Dispositivos de entradaDispositivos de entrada

Elementos de campo Elementos de campo que agem como que agem como coletores de entrada coletores de entrada de dados do Elemento de dados do Elemento de controlede controle

Normalmente sinal Normalmente sinal discretodiscreto

Elementos de entradaElementos de entrada• EletromecânicosEletromecânicos• SemicondutoresSemicondutores

Elementos de Controle

Elementos de Controle

Elementos de Comando

Elementos de Comando

Elementos de Trabalho

Elementos de Trabalho

Elementos de sinais

Elementos de sinais

1515

Elementos de entrada por Elementos de entrada por semicondutoressemicondutores

Transistores, FET’s Transistores, FET’s e Triac Sensíveise Triac Sensíveis

Sensíveis às Sensíveis às condições de condições de fiação de entrada, fiação de entrada, polarização e polarização e corrente de fuga corrente de fuga

Exemplos: Exemplos: sensores sensores eletrônicos em eletrônicos em geralgeral

1616

Elementos de entrada Elementos de entrada eletromecânicoseletromecânicos

Chaves e relésChaves e relés Fecham grupo de contatos para permitir a Fecham grupo de contatos para permitir a

passagem de corrente elétricapassagem de corrente elétrica Menos sensíveisMenos sensíveis

1717

Cuidados nas especificações de Cuidados nas especificações de sensoressensores

ConexãoConexão• Especificações de sensoresEspecificações de sensores• Especificações das entradas do CLPEspecificações das entradas do CLP• Produtos com adequaçãoProdutos com adequação

?

1818

SensoresSensores

Dispositivos que podem conter um ou Dispositivos que podem conter um ou mais transdutores e cujo sinal de saída mais transdutores e cujo sinal de saída pode ser um simples contato, uma chave pode ser um simples contato, uma chave ou um número binárioou um número binário

CategoriasCategorias• TérmicosTérmicos• ÓticosÓticos• MagnéticosMagnéticos• EletromecânicosEletromecânicos• EletrônicosEletrônicos

1919

Chaves Manipuladas pelo operador Chaves Manipuladas pelo operador do processodo processo

Forma mais Forma mais simples de iniciar simples de iniciar ou interromper o ou interromper o funcionamento de funcionamento de equipamentosequipamentos

2020

Chaves-limite ou de fim de cursoChaves-limite ou de fim de curso

Detectam posição de objetos ou materiaisDetectam posição de objetos ou materiais• Estabelece ou interrompe um contato elétricoEstabelece ou interrompe um contato elétrico

2121

Chaves de nívelChaves de nível

Monitora o nível de Monitora o nível de tanques ou depósitos.tanques ou depósitos.(condutiva, (condutiva, capacitiva, capacitiva, magnéticas, etc.magnéticas, etc.

A alteração do nível o A alteração do nível o dispositivo de dispositivo de flutuação se desloca, flutuação se desloca, acionando um acionando um contatocontato

2222

Chaves de fluxoChaves de fluxo

Detectar vazão de fluidos Detectar vazão de fluidos Ativa um contato elétrico com a passagem Ativa um contato elétrico com a passagem

do fluidodo fluido Faixa de regulagemFaixa de regulagem

2323

Chaves de pressão - pressostatosChaves de pressão - pressostatos

Detectam nível de Detectam nível de pressão de um pressão de um fluido ou recipientefluido ou recipiente

Ocorrência de Ocorrência de pressão excessivas pressão excessivas ou insuficientesou insuficientes

2424

Chaves de temperatura - Chaves de temperatura - TermostatosTermostatos

Bimetálicos e bulbo Bimetálicos e bulbo capilar para capilar para contatos de contatos de chaveamentoschaveamentos

Fornecem um Fornecem um contato quando contato quando uma determinada uma determinada temperatura é temperatura é ultrapassadaultrapassada

2525

Sensores de proximidadeSensores de proximidade Opera eletronicamente sem contato físico, por Opera eletronicamente sem contato físico, por

aproximaçãoaproximação Insensível a vibraçõesInsensível a vibrações Ponto de acionamento constantePonto de acionamento constante

• IndutivosIndutivos• CapacitivosCapacitivos• Fotoelétricos ou óticosFotoelétricos ou óticos• Sensor ótico de reflexão difusa Sensor ótico de reflexão difusa • Ótico de barreiraÓtico de barreira• Ótico retro-reflexãoÓtico retro-reflexão• Fibra óticaFibra ótica• Magnéticos (magnéticos-pneumáticos)Magnéticos (magnéticos-pneumáticos)• Ultra sônicosUltra sônicos• PneumáticosPneumáticos

2626

IndutivosIndutivos

Princípio: Variação Princípio: Variação de campo de campo magnéticomagnético

Material de Material de condução elétricacondução elétrica

CA ou CCCA ou CC NPN ou PNPNPN ou PNP

2727

Indutivos – Aplicações Indutivos – Aplicações

2828

Indutivos – Aplicações Indutivos – Aplicações

2929

Indutivos – Aplicações Indutivos – Aplicações

3030

CapacitivosCapacitivos

Dois eletrodos e um circuito oscilanteDois eletrodos e um circuito oscilante Circuito R-CCircuito R-C Materiais metálicos e não metálicosMateriais metálicos e não metálicos Pequena distância sensoraPequena distância sensora

3131

CapacitivosCapacitivos

A distância sensora depende do material A distância sensora depende do material (constante dielétrica)(constante dielétrica)

3232

Capacitivos - AplicaçõesCapacitivos - Aplicações

3333

Sensores fotoelétricosSensores fotoelétricos

Emitem um feixe de luz e reagem a Emitem um feixe de luz e reagem a presença de objetospresença de objetos

1 mm a 10 m1 mm a 10 m Sem contato com o objetoSem contato com o objeto Qualquer tipo de materialQualquer tipo de material

3434

Reflexão difusaReflexão difusa Emissor e receptor em uma mesma peçaEmissor e receptor em uma mesma peça

3535

Ótico retro reflexivoÓtico retro reflexivo

3636

BarreiraBarreira

3737

Óticos - AplicaçõesÓticos - Aplicações

3838

Óticos - AplicaçõesÓticos - Aplicações

3939

Óticos - AplicaçõesÓticos - Aplicações

4040

Ótico – fibra óticaÓtico – fibra ótica

Grande sensibilidadeGrande sensibilidade

4141

MagnéticosMagnéticos

4242

Magnéticos-pneumáticosMagnéticos-pneumáticos

4343

Sensores ultra-sônicosSensores ultra-sônicos

Emissão e reflexão Emissão e reflexão de ondas acústicasde ondas acústicas

O tempo de O tempo de reflexão é avaliadoreflexão é avaliado

Vários materiaisVários materiais Não depende da Não depende da

cor ou do materialcor ou do material Presença ou nívelPresença ou nível

4444

Sensor pneumáticoSensor pneumático

45

Fim...Fim...