Apres.SCHP 210-111 (1)
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Sistemas de Controle
Hidráulico e Pneumático
2011/1
João Cícero da Silva
Salas 1M 216 e 127
SCHP
– Curso: Engª Mecânica ( ) , Mecatrônica( ) ou ( )
Controle e Automação
– Turma:
– Apresentação da Disciplina
– Programa
– Metodologia
– Bibliografia
– Avaliação
– Comentários
SCHP
Apresentação da Disciplina
-Tecnologia multidisciplinar e multiusuário oriunda da Ciência Fluídica.
-Da Mecânica dos Fluídos origina – se os Sistemas Estáticos e Dinâmicos de Energia Fluídica.
-Os Sistemas envolvem as energias:mecânica, elétrica, eletrônica, hidráulica*, pneumática, vácuo, térmica, química e nuclear isolados ou combinados.
-O CIM-Computer Integrated Manufacturing
-Foco da disciplina:Comando e Controle dos Sub – Sistemas Hidráulico, Pneumático, Vácuo isolados ou combinados com outros Sub-Sistemas(mecânico,elétrico e eletrônico).
-Integração com outras Tecnologias( Automação, Robótica, Automatização,etc…)
-Crédito: FLUITRÔNICA(NEI-Outubro de 2000) e a PNEUTRÔNICA(BOLLMANN).
*)Hidromecânica= Hidrostática + Hidrodinâmica
SCHP
Ementa da Disciplina
Introdução à Energia Fluídica-Introdução à
Pneumática-Hidráulica Industrial e
Móbil(Móvel)-Eletropneumática-
Eletrohidraúlica-Sistemas de Geração ou
Produção da Energia Fluídica-Circuítos
Básicos Fundamentais.
Continuidade:Hidráulica e Pneumática
Proporcionais-Automação Industrial-
Circuítos Avançados
SCHP Programa
1.0)Apresentação da Disciplina(Objetivos:Geral e Específico).
2.0)Introdução, Histórico , Conceitos e Aplicações.
3.0)Processos Artesanais/Manuais, Mecanizados/Automatizados(Comando) e Automação(Controle).
4.0)Legislação, Normas Técnicas e Recomendações.
5.0)Terminologia e Revisão de Conceitos da Mecânica dos Fluídos.
6.0)A Pneumática , o Vácuo e a Criogenia
7.0)A Hidráulica de Potência(Industrial e Móbil)
8.0)Preparação, Produção, Distribuição e Utilização do Ar Comprimido, Vácuo e Fluído Hidráulico.
9.0)Eficiência Energética(foco: Energia Fluídica e Combinações).
SCHP – Programa(Continuação)
– 10.0)Desenvolvimento e Implementação de
um Sistema de Ar Comprimido/Gás/Vácuo e
Bombeamento de Fluído Hidráulico.
– 11.0)Qualidade da Energia
Fluídica(Secagem/Desumidificação e
Filtragem).
– 12.0)Seleção e Especificação de
Componentes, Acessórios e Materiais de um
SAC e BFH.
– 13.0)Introdução aos Circuítos
Básicos(Comando Direto).
SCHP – Programa(Continuação)
– 14.0)Introdução aos Circuítos Básicos(
Comando Indireto).
– 15.0)Desenvolvimento e Aplicação de
Circuítos Fundamentais( Básicos e Especiais ).
– 16.0)Cadeia de Comando.
SCHP
Metodologia
-Exposição do conteúdo programático oral, escrito e apresentações ( Parte Teórica )
-Atividades de Laboratório ( Parte Prática ) , compondo se de 9 aulas presenciais em turmas de 10 participantes. Estas atividades são denominadas de AL 1 , 2, …, 8 com a emissão do relatório de participação por grupo de no máximo 3 alunos.
SCHP
-Comentários e considerações sobre a legislação, normas técnicas, bibliografia , periódicos e divulgação técnica através de catálogos, folders, portfolios, congressos e feiras.
-Considerações sobre as aplicações e os estudos de casos.
-Interatividade.
-Recomendações.
SCHP
Bibliografia
LITERATURA BÁSICA 1) PALMIERI, A. C. Manual de Hidráulica Basica. Porto Alegre: Ed. Albarus., 1994. 2) FESTO Didactic. Introdução à Pneumática. São Paulo : Ed. Festo, 1995. 3) FESTO Didactic. Análise e Montagem de Sistemas Pneumáticos. São Paulo : Ed. Festo, 1995. LITERATURA ADICIONAL a) FESTO Didactic. Introdução à Hidráulica. São Paulo : Ed. Festo, 1995. b) STEWART,H. L. Pneumática e Hidráulica. São Paulo : Ed. Hemus, 1995. c) PROCEL/ELETROBRÁS/FUPAI
SCHP Literatura Básica(Cont.) 4)BOLLMANN,A.Fundamentos da Automação
Industrial Pneutrônica.São Paulo, ABHP,1977.
5)BONACORSO,N.;NOLL,V.Automação Eletropneumática.3ª Ed.São Paulo-Érica , 1999.
6)FIALHO,A.B.Automação Pneumática:Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuítos.São Paulo-Érica , 2003.
7)NATALE,F.Automação Industrial.4ª Ed.São Paulo- Érica,2002
8)SILVEIRA,P.R.;SANTOS,W.E.Automação e Controle Discreto.São Paulo:Érica, 1999.
9)VON LINSINGEN,I.Fundamentos de Sistemas Hidráulicos, 2ª Ed. Florianópolis:Editora da UFSC, 2003.
10)Novais, José M. de Almeida-Ar Comprimido Industrial, 2ª Ed., Fund. Calouste Gulbenkian-Lisboa –Portugal-2008
SCHP – Referências Bibliográficas
• Sistemas Aeronáuticos
– Moir, Seabridge – Aircraft Systems: Mechanical, Electrical, and Avionics Subsystems Integration, AIAA Education Series, 2001.
– Lombardo - Advanced Aircraft Systems, Pratical Flying Series, 1993.
– Delp, Bent, McKinley – Aircraft Maintenance and Repair, 5th Edition, 1986.
• Sistemas Hidráulicos
– Gree – Aircraft Hydraulic Systems, John Wiley, 1985.
– Lewis, Stern – Design of Hydraulic Control Systems, McGraw-Hill, 1962.
SCHP Avaliação
-A disciplina é ministrada em 48 a 54 HAT e 16 a 18 HAL.
-3 Provas Escritas( 1ªPE entre a 15ª à 21ª HA, 2ªPE entre a 33ª e 39ª HA e 3ªPE entre a 48ª e 54ª HA=Sub-total=63,0).
-Projeto de SAC a partir da 33ª HA e ser concluído até a 48ª HA=Sub-total=11,5
-10Atividades não presenciais 1,5/Atividade/Apresentação*10=Sub-total=15,0.
-7 Atividades de Laboratório com a Produção de Apresentações=1,5/Apresentação*7=10,5
Total = 63,0(15+20+28)+15,0+11,5+10,5=100,0.
Relação/Sugestão das ANPs:
A1-Origem e Comparação entre as Energias(Pneumática,Vácuo, Hidráulica Industrial e Eletro-Eletrônica) (até a 9ª HA)
A2-Sistema,Processo,Comando e Controle-Terminologia(até12ªHA)
SCHP
Avaliação( Continuação )
Relação/Sugestão das ANPs(Cont.):
A3-Fluídos Hidráulicos.(até 15ªHA)
A4-Fluídos Pneumáticos.(até 18ªHA)
A5-Estudo de Caso 1:Uma Instalação Industrial e em Estabelecimento de Atendimento à Saúde, de Ar Comprimido e Vácuo.(até 24ªHA)
A6-Estudo de Caso 2:Uma Instalação Industrial ou Unidade de Bombeamento de Fluído Hidráulico.(até 30ªHA)
A7-Estudo de Caso 3:Uma Instalação de Fluídos Especiais(GNV, GLP, Amônia,…)(até a 36ª HA)
SCHP Avaliação( Continuação )
A8-Qualidade,Estabilidade, Compatibilidade dos Fluídos e Materiais (até 39ªHA)
A9-Vasos de Pressão e Acumuladores(até 42ª HA)
A10-Atividade de Mergulho,Câmaras,Tubulões, Minas Profundas e Ambientes Hipobáricos(até 45ªHA)
A11-Extração a vácuo de dejetos dos sanitários de Ônibus ,Aviões e Motores( extra)
A12-Bombas de Anel Líquido para produção de Vácuo(extra)
A13-Medição de Gases, Vapores e Líquidos sob Custódia, Contabilidade Interna e Índices de Conversão(extra)
Nota:Os alunos(as), poderão substituir uma ou mais atividades sem fugir do tema e no caso de apresentarem mais de 10 atividades, as notas parciais serão redistribuídas . As Apresentações serão em Power Point(produção própria) com o mínimo de 15 “slides” e 3 participantes por grupo e exposição em plenária(em função da avaliação).
SCHP
Avaliação( Continuação )
Relação das Atividades de Laboratório:
L0-Apresentação da Disciplina
L1-Apresentação da Infra-Estrutura e Recursos do Laboratório(Semana 3=A,B,C e Semana 4 = D,E,F)-Apresentação do Relatório Sobre Perigos/Riscos e Aspectos/Impactos sob a exposição e manuseio dos fluídos em geral e o vácuo.
L2-Apresentação de Dispositivos Hidráulicos e Pneumáticos e Aplicações .(Semana 5 =A,B,C e Semana 6=D,E,F). Relatório Sobre Dispositivos Industriais e Veiculares.
L3-Válvulas Industriais ( Parte 1) e Instalações Hidráulicas e Pneumáticas-(Semana 7=A,B,C e Semana 8=D,E,F).Relatório Sobre Válvulas e Bombas Industriais e Compressores.
L4-Válvulas Industriais(Parte 2) e Instrumentos.(Semana 9=A,B,C e Semana 10=D,E,F).Relatório Sobre Válvulas(Alivio,Segurança, Redução , Regulagem , Proporcionais e Controle) e Instrumentos(Pressão, Vazão, Nível, Temperatura e Outros).
SCHP Avaliação( Continuação )
Relação das Atividades de Laboratório:
L5-Simbologia-Atuadores e Dispositivos Especiais.(Semana 11=A,B,C e Semana 12 = D,E,F).Relatório Sobre Sobre Simbologia, Atuadores e Válv. Direcionais.
L6-Introdução aos Circuítos Básicos Diretos (Semana 13=A,B,C e Semana 14=D,E,F).Relatório Sobre Circuítos Básicos Diretos em conjunto com o L7)
L7-Introdução aos Circuítos Básicos Indiretos)(Semana 15=A,B,C e Semana 16=D,E,F).Relatório Final do L6 e L7(Semana=18ª)
L8=Simulação e Avaliação de um Sistema Automatizado.
Nota 1:A nota da L8 está inserida numa questão da 3ª PE( Valor :40 a 60% de 28 pontos)
Nota 2:As apresentações seguirão a mesma metodologia das ANPs.
Nota 3:O prazo de entrega de um RAL encerra –se no dia da AL seguinte
Nota 4:As atividades(ANP e RAL) receberão conceitos: A(1,5), B(1,0), C(0,5) e D(0)=INSUFICIENTE
SCHP Avaliação( Continuação )
Nota Especial 1
As atividades(ANP e RAL) entregues fora dos prazos terão valor = zero
As Apresentações das ANPs1…10 e RALs1…8 ( Máximo :3 participantes ) deverão conter:
-Título
-Objetivos/Finalidades/Justificativas
-Descrição/Aplicação(Revisão Bibliográfica)
-Conclusões/Recomendações/Comentários
-Referência Bibliográfica
SCHP
Avaliação( Continuação )
Nota Especial 2
-Comprometimento
-Disciplina e Organização
-Independência
-Predisposição à procura constante
-Retenção e Revisão de Conceitos
-Produzir mais que o esperado
-Explorar as oportunidades
-Atuar em mão dupla
-Ser antecipativo
-Compensação
-Aprender a aprender e aprender a empreender
Mensagens
1) Provérbio chinês:
“Ouço e esqueço
Vejo e recordo
Faço e compreendo.”
2) Mudança de cultura (modelo/ paradigma):
“O que está ao meu alcance para melhorar o processo?
Eu posso fazer o que eu posso, e, vou fazer isso melhor!”
SCHP
Avaliação( Continuação )
Nota Especial 3
“ENCAMINHAR O ARQUIVO DA
APRESENTAÇÃO PARA:
Arquivo: SCHP_…_A… ou L….ppt”
SCHP Quesitos das abordagens preliminares:
-Dew Point ( -15ºC e 3ºC )…
-Paradoxos e Fronteiras da MF…
-Stick slip…
-Botijão de GLP(explode?)…e Barril de
Chope?(18/03/11 em SP) c/morte.
-Ponto de Anilina…
-Seringa x Elevador…
-Pressão, Fluxo e Vazão…
-Unidades de Medidas
-Terminologia e Siglas
SCHP Quesitos das abordagens preliminares:
-Aplicação da Pneumática, Hidromecânica, Vácuo, Criogenia e Combinação.
-Automatização x Comando
-Automação x Controle
-Análise de um Processo( Sistema, Processo…)-Atividade Extra…
-Variáveis de Entrada, Saída, Processo e Controle
-Processo Contínuo ou Analógico/Digital e Discreto ou Binário, ON-OFF ou bang-bang
-Autofretagem
SCHP Quesitos das abordagens preliminares:
-Lipoaspiração
-Laparascopia
-Fenestração e Trepanagem
-Curativo a vácuo – USP-Fábio Kamamoto
-Osmose reversa ou inversa
-Leito fluidizado
-Hematoma=acúmulo de líquido(sangue=plasma) por um dano qualquer
-Hematose=troca de C02 por O2
-Homeostase=mecanismo de equilíbrio térmico e hídrico
-Pneumoconiose=doenças do trato respiratório
SCHP Quesitos das abordagens preliminares:
-Controle de nível da água de lavadoras
-Posição do frasco de soro
-Funcionamento do vaso sanitário
-A Garrafa Térmica
-O Carneiro ou Ariête Hidráulico
-Transferência de Custódia
-Ordenhadeiras
-Correio Pneumático
-FAD-Flotação por Ar Dissolvido
-Dispensers
-BLEVE - Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion
SCHP Laboratório 1
-Apresentação da Infra-Estrutura
-Recursos
-Exposição aos fluídos(contato, manuseio, nível energético,etc…)
-Considerações(MSSO*=Vazamentos, Contaminação, Enfisemas, Embolias, Edemas, Eritemas, Eczemas, …)
-Abordagem de casos:PCBs ou Ascarel, Cianose, Mal das Montanhas, barotraumas, anoxia, hipoxia, hipercapnia, Mal de Michelin, Mal dos Mergulhadores
-Eficiência Energética.
*MSSO=Meio Ambiente , Saúde e Segurança Ocupacional
SCHP Comentários sobre a ANP 1
.Correlação da Pneumática, Hidráulica, Vácuo, Eletro-Eletrônica(Potência, Analógica , Digital Binária e Digital por Relés) e a Mecânica “Dura”.
.Sistemas Híbridos e Combinados
.Sistemas Embarcados e Dedicados
.Sistemas Segregados( Energia pura)
.Aplicação na Engenharia Básica e Customização(customer)
.A Engenharia Legal(SMA , CCB, Criação, Inovação, Patente, etc…)
.O Lean Engeneering-Fundamentos(Desenvolvimento, Projeto, Implementação/Execução, Assistência Técnica , Consultoria, Mantenedor, Gestor : Lister , Achiever e Empreendedor , Produção e outros )
.Fundamento da Energia Fluídica
.Limites de Aplicação ( Break Even )-limites e zona de conforto
.Licitações e Concorrência(Competitividade e Responsabilidades)
…Casos: Elevadores em BH, Cirurgias Plásticas, Alvarás e Habite-se, Rompimento de vasos de pressão, explosão no CTA, Explosão em cilindros na PF de Manaus, Explosão de Caldeira em UDI, Queda do Avião na Holanda, Explosão e Incêncio no Transatlântico, Acidente fatal por interpretação errada de documentos, Vazamento de Amônia em Frigorífico, Explosão de um cilindro de Nitrogênio na Stock Car e no Carnaval do Rio(2010), Incidentes e Acidentes na Fórmula 1 (testes e corrida oficial-parciais e fatais),Explosão de barril de chope(18/03/11)…
SCHP Termos Correntes da Engenharia Básica Aplicados aos Sistemas …
-Take or Pay=Custo a partir de uma demanda mínima
-Plug and Play=Ligue e Opere
-Cost Avoidance=Custo Evitado=subsídio pelo retrofitting
-Performance Bond=Garantia
-Savings=Ganhos, Gadgets=dispositivos, Budgets, Targets, Tags
-ROI-Return On Investments(Retorno do Investimento)
-Outsourcing=Terceirização
-Break Even=Ponto de Equilíbrio
-FEED-Front End Engineering Design
-Commissiong(Acompanhamento), Retrofitting(substituição), Up to Date(atualização), Up Grade(Aumento da Capacidade)
-Start Up(partida), Warm Up(aquecimento)
-OEE=Overall equipment effectiveness (JIPM)=Disponibilidade, Performance e Qualidade
-Set – Up Rápido
-P&ID=Piping and Instrumentation Diagram
-Range, Span, Set-Point, Off Set, Accuracy, Feedback, Delay, Overview, Data Sheet,...
-Remanência(magnetização residual), Risiliência(autofretagem) e Histerese
SCHP Laboratório 2
-Dispositivos Hidráulicos e Pneumáticos de Veículos Automotores de Passeio(Freios:Convencional,Hidrovácuo,ABS,Freio a Ar, Freio Motor); Direção Hidráulica: Hidrostática e Hidrodinâmica (convencional, progressiva, eletro-hidráulica); Suspensão Pneumática; Amortecedores (Convencional, Pressurizado, À gás, Servo-assistido); Pneus; Turbos; KERS; Tuchos; Conversor de Torque; Câmbio Automático/Hidramático-Automatizado; CVT;Embreagem Hidráulica(DCT=DSG); Suspensão Compensatória;Comparativos entre Direção Elétrica e Hidráulica; Elevador p/Cadeirante; Compensador de Pressão Pneumática; Plataforma p/Descarga; 3º Eixo Livre, Estabilizador Lateral, Air Bags,Outros…
-Dispositivos Off Road-Prospecção e Extração de Petróleo, Veículos Industriais, Veículos para Mineração e Lavra…
-Visão Geral sobre um Sistema de Ar Comprimido
-Visão Geral sobre um Sistema de Bombeamento(Hidráulica Industrial e Móbil=Móvel)=Hidromecânica
Laboratório 2
-Apresentação de Dispositivos e Aplicações
.Bombas e Compressores
.Filtros
.Secadores/Desumidific./Arrefecedores
.Purgadores/Ventosas
.Instrumentos(temperatura, pressão, vazão,
nível,etc…)
.Reservatórios/Acumuladores
.Manifolds( Blocos de Distribuição )
.Válvulas
.Atuadores(Cilindros, Motores, Osciladores)
.Sensores/Transdutores
Laboratório 2
-Relatório sobre Equipamentos Veiculares e
Dispositivos Industriais:Pneumáticos,
Hidráulicos ou Combinados
.Equipamentos de Içar e Guindar
.Equipamentos de Usinagem
.Equipamentos de Perfuração e Desmonte
.Extração Air Lift
.Equipamentos de Envase
.Ordenhadeira
.Equipamentos de Limar
.Equipamentos de Conformar
.Equipamentos de Cortar
Laboratório 2 -Continuação
.Equipamentos de Prensar
.Equipamentos de Dobrar
.Equipamentos de Jateamento
.Equipamentos de Paletizar
.Paleteiras
.Empilhadeiras
.Injetoras de Concreto
.Equipamentos de Cintar/Envelopar
.Equipamentos de Transladar
.Equipamentos de Nebulizar/Pulverizar
.Máquinas Ferramentas Manuais
.Outros
Siglas e
Unidades
Legislação e
Normas Técnicas
SCHP
Aplicações e
Considerações
Introdução Histórico
Conceitos
Os Fluídos
Aspectos de SS0&
Meio Ambiente
Parâmetros
e
Premissas
Terminologia e
Definições
SCHP
Objetivo Geral=Proporcionar uma visão ampla da aplicação dos conceitos da Mecânica dos Fluídos nos Sistemas Automatizados e Automáticos de forma dedicada, embarcada, híbrida e se utilizando de outras formas de energia como a Eletro-Eletrônica de Potência e Digital.
Objetivo Específico=Aprimorar o conhecimento dos sistemas e dispositivos hidráulicos e pneumáticos e suas combinações a fim de aplicá-los no âmbito de projeto, especificação, seleção, fabricação, montagem, operação e manutenção
Introdução(1)
-Tipos de Energia:Mecânica,
Elétrica(Eletrônica),Química,
Nuclear, Eólica, …e Fluídica.
-Fluído=substância que se deforma
continuamente quando submetida a uma
tensão de cisalhamento, não importando
o quanto pequena possa ser essa
tensão. Tanto os gases quanto os
líquidos são classificados como fluidos.
-Hidromecânica*=Os fluídos são:Água,
Óleos:Minerais, Compostos,Graxos,
Sintéticos, Emulsões e Biodegradáveis
Introdução(2) -Pneumática**=O fluídos são:Ar Natural,Sintético,
Medicinal, Alimentício,Fluídos Frigorígenos,
N2,02,SF6,He,Ar,CO2, Halon,N02,N20,Nitrox
outros.
*(Potência e não de transferência de massa)
**(Todos no estado comprimido)
-Vácuo=Ausência de Massa. Neste estado tem de se
considerar :
a)A pressão residual no reservatório e
b)A diferença entre a pressão absoluta(atmosférica
ou barométrica e a pressão residual).
-Hidro-Pneumática=Nos sistemas onde o ar
dissolvido no líquido não interfere no
desempenho, o ar ou outro gás é o propulsor do
líquido
Fluídos -Estados da Matéria
-Elásticos(Moles):Vapores, Gases, Líquidos, Pastas, Geis, Plasmas…
-Inelásticos(Duros): Sólidos
-Fluídos Elásticos
-Newtonianos(Fluídos Hidráulicos e Pneumáticos)
-Não Newtonianos
.Pseudoplásticos
.Plásticos
…
-Gases Ideais ou Perfeitos
-Gases Reais
Propriedades dos Fluídos
-Massa Específica(densidade)
-Peso Específico
-Massa Específica Relativa
-Viscosidade Absoluta ou Dinâmica
-Viscosidade Cinemática
-Compressibilidade
-Difusibilidade
-Emulsibilidade
-Estabilidade Físico-Química(coesão,
adesão, tensão superficial, interação)
-pH(alcalino ou ácido)
-Composição( blend ou mix)
Propriedades dos Fluídos A folga entre o êmbolo e a camisa de um cilindro
hidráulico é 0,3 mm . O êmbolo de 30mm de comprimento e 49,7mm de diâmetro,move-se com velocidade de 4m/s, enquanto que a camisa está imóvel. Considerando que um óleo ( n = 0,15 stokes e r = 905 kg/m3 ) ocupa esta folga, determinar a tensão de cisalhamento e a força de atrito.
ν = 0,15 stokes = 0,15 cm2/s = 1,50 . 10E-5 m2/s
= ν ρ = 1,50 . 10E-5 (m2/s) 905 (kg/m3) = 0,0136 (N. s / m2)
dv
τ = ,
dy
τ = . v / e τ = 0,0136 (N. s / m2) . 4 (m/s) / 0,3E-6 (m) = 181,33E3 (N/m2)
portanto, τ = 181,33 kPa e Fa=(181,33E3 N/m²).3,14.0,0497.0,03 = 849 N
Histórico -Primeiros Inventos(4500 anos AC)
-Foles, Rodas d’água, Fontes ornamentais,1º compressor =1776, 1ª prensa=1795,1º guindaste hidráulico e comp.recíprocos=1850,1º comp.de parafuso=1878,1ª bomba de pistões axiais =1900, 1ª rede de AC=1888.
Compressores e Bombas em escala industrial ( a partir de 1950 ).
-Após a 2ª GM, é intenso o desenvolvimento e fabricação de dispositivos hidráulicos e pneumáticos(aceleração da Mecanização).
-Anos 70=Emprego da hidráulica e pneumática em larga escala(mecanização/automatização)
-Anos 80=Implementação da Automação(robótica)
-Anos 90=Tecnologia Field Bus e Sistemas Supervisórios
-Foot Print Industrial-Up grade, Up-to-Date, Retrofitting(suvaxfreon)
-Ano 2000=Integração dos sistemas( dedicada, embarcada, dirigida e crescimento da fluitrônica e pneutrônica)-CIM
-Atualmente:1)A energia Fluídica (principalmente o ar na forma comprimida ) é a 2ª energia mais utilizada e consumida no mundo.2)Normatização de Protocolos. 3)Customização*-Produção Personalizada(Desafio da 1ª década do 3º Milênio).4)Set-Up-Rápido.
Histórico
-Abordagens:
Nova lata de cerveja de 269 ml
SKUs( OMO, Coca-Cola,…), Premium, Light…
Produção Limitada(lotes, assinatura ou eventos)
Package Design(paralelepípedo, arredondado, octogonal, ovalado, blister, etc…)
Apelo de Imagem (formato da garrafa=corpo feminino), farol do veículo x combustível da BR
Ergonomia Acelerada(nova tomada elétrica)
Competitividade Acelerada-lançamentos de 2011
Projeto MIO-FIAT-Veículo Conceito
Interatividade(aquisição pela Internet-especificação)
Lead Time(intervalo entre E/S) e Dead Line(último prazo)
Logística-Logísitica Reversa e Engenharia Reversa
Legislação( cosméticos, remédios, alimentos…)-Air Bag e ABS em todos veículos-como fica a Kombi?
Fragmentação:fracionamento
Normalização ou Normatização(IS0, IEC, ABNT…)
Histórico
Para Reflexão:
Tecnologia Embarcada
Recalls, Retrofittings, Up-to-Date e Up Grade
Configurações, Protocolos e Commissionings
FEED(Engª Básica e Específica)
Overview
Documentação e Inventário de Ativos(P&ID e PID)
Manutenção e Assistência Extendida(OPC-OLE,Similar,Recondicionado e Remanufaturado)
SCHP-Conceitos(1) -Captação=
-Geração/Produção=
-Tratamento=
-Qualidade=
-Transmissão=
-Controle=
-Estocagem=
-Distribuição=
-Utilização=
-Atuação=
-Eficiência Energética=
-Sistema=-Processo=
-Medição, Indicação e Alarme=
-OLE for Process Control (OPC), which stands for Object Linking and Embedding (OLE) for Process Control, is the original name for a standards
Aplicação da Energia Fluídica-Exemplos
A haste transmite a fa e, para equilibrar,
exerce-se F=100N no pistão maior!
“Um sólido transmite a força que se
exerce sobre ele.”
“Um fluido transmite a pressão que
se exerce sobre ele, em todas as
direções.”
Esta propriedade dos fluidos, a de multiplicar ou reduzir uma força, tem muitas
aplicações práticas: máquinas de fluxo, prensas, elevadores e freios.
Servo freio
SCHP-Conceitos(2)
-Sistema Aberto(Pneumática).
-Sistema Fechado(Hidráulica).
-Composição do Ar.
-Composição dos Fluídos Hidráulicos.
-Escoamento(laminar, transiente , turbulento,sub-crítico, crítico e sônico).
-Processos de compressão(gases): Isobárico,Isotérmico/Adiabático Isocórico e Politrópico.
-Princípios de Compressão(gases):
Aceleração de Massa
Deslocamento Volumétrico ou Positivo.
-Máquinas de Fluxo:Compressores, Turbo-Compressores,Ejetores, Boosters, Blowers, Bombas, Turbinas, etc…
Fluídos -São as substâncias que trasmitam a energia de potência para os
diversos sistemas (Sist.Hid. de uma Retro-Escavadeira, Mancal Hidrodinâmico,Sist. de Aerografia, Sist.de Flutuação Pneumática,Sist.Resp.,Sist.Circulatório).
-A potência é transmitida na forma de pressão(Força e Torque) e vazão ou fluxo(velocidade e tempo).
-Os fluídos estão no estado de vapores, gases ,líquidos e plasmas.
-Nos gases o desempenho é afetado pela presença de líquidos.
-Nos líquidos o desempenho é efetado pela presença de gases.
-A temperatura dos gases( para o Ar Comp.) não deve exceder a 55º.
-A temperatura dos fluídos hidráulicos deve situar –se entre 60º a 90º.
-O Paradoxo da Mecânica dos Fluídos reside no fato de que a viscosidade dos gases aumenta com o aumento da temperatura e nos líquidos diminui.
-A Água foi e ainda é o primeiro fluído hidráulico a ser utilizado(atu-
almente seu emprego é nas emulsões : água + óleo e óleo +á-
gua, além do emprego, pura, em sistemas hidráulicos especiais
no segmento medicinal, farmacêutico e alimentício .
Aspectos de SSO e Meio Ambiente Exposição ao Ar Comprimido(Níveis de pressão,
velocidade, composição e qualidade).
Efeitos:Embolia(Cardíaca,Cutânea , Pulmonar e Gasosa),Impacto(Expansão e Implosão),Contaminação,Enfisema Sub-Cutâneo e Pulmonar, Mal de Michelin, Rompimento do Tímpano e Deslocamento da Córnea e Retina.
Exposição aos Fluídos Hidráulicos(Níveis de pressão, Velocidade, qualidade, composição e temperatura).
Efeitos:Corte,Queimaduras,Contamina-ção(cutânea,ingestão e respiração)
Ruídos,Escapes,Vazamentos,Drenos,Descarte.
Efeitos:Contaminação do solo,água , ar e seres vivos além da instabilidade química.
Consulta à FISPQ P-4560-G(Ar Comprimido) e às demais referente aos Fluídos Hidráulicos.
Aplicações e Considerações(1) ArComprimido¹,Vácuo² e Fluído Hidráulico³
Higienização¹,²,Desintegração Mecânica¹,³,Secagem/Desumidificação¹,²,Mo-vimentação Mecânica¹,²,³, Modulação de Sinal¹,²,³, Controle¹,²,³, Comando¹,²,³, Conformação¹,³, Usinagem¹,³, Operações com Máquinas Manuais¹,²,³,Corte¹,³,Dobra¹,³, Operações de Içar e Guindar¹,²,³, etc.
Limitação de Potência¹,², Perdas¹,²,Qualidade¹,³, Instabilidade Química³, Difusibilidade¹,Expansibilidade¹,Inflamabili-dade³,Explosividade³,Influência da Temperatura³,Influência da Umidade¹,²,³,Influência da altitude¹,²,Composição e componentes¹,³,
Aplicações e Considerações(2)
ArComprimido¹,Vácuo² e Fluído
Hidráulico³
Disponibilidade¹,²,Facilidade de
Manuseio e
Manutenção¹,²,Flexibilidade¹,²,³,
Melhores aspectos construtivos¹,²,
Desenvolvimento.Tecnológico.¹,².
Legislação e Normas Técnicas -Manuseio, Utilização e Transporte de Produtos
Especiais(FH)
-Normas Regulamentadoras do Min.do Trabalho e
Emprego(FH , V e AC).
-Inflamabilidade e explosividade(FH).
-Contaminação(FH,V e AC)(FDA,SBCC e ANVISA)
-Segmento Hospitalar(AC ,V e Gases)(ANVISA).
-Normas Técnicas Internacionais:ISO-1217/2533,DIN
1945,CETOP,BSP 1571, Pneurop/CAGI(Compressed
Air and Gas Institute )PN2CPTC2 ,JIC, ANSI
,ISA,IEC,ISA e ASME.
-Normas Técnicas
Nacionais:NBRs/ABNT,IBP,Petrobrás, ABHP,ANP.
Siglas e Unidades -DLP=Descarga Livre Padrão(DIN 1945,1962,BSP 1571,1949 e
ASME-PTC9)[Nm³/h,min,s ou SCFM ou NPCM], ISO 1217, etc..
-FAD=Free Air Delivery(Ambiente livre na entrada ou Débito de Ar Livre)
-DLE=Descarga Livre Efetiva(Ambiente Livre na Saída)=ACFM, Am³/h
-DLE=Ki.CLE=CLEc, Ki= FP(Fator de Projeto)xFS(simultaneidade)xFE(expansão)xFU(utilização)xFPV(vazamentos)
-Nm³(DLP, CLP)<FAD<Am³(DLE, CLE)
-DE=Descarga Efetiva (pressão e temperatura na fase comprimida ou recalcada)
-CLP=Consumo Livre Padrão
-CLE=Consumo Livre Efetivo e CLEc=…corrigido
-CE=Consumo Efetivo
-GPM=Galões Por Minuto
-PMTA=Pressão Máxima de Trabalho Admissível ou PMTP=Pressão Máxima de Trabalho Permitida(NR-13 do MTE)
Siglas e Unidades -PPMS=Pressão do Ponto Morto Superior(ajuste da
pressão máxima de operação)(Pm+ ΔP+DP)
-PPMI=Pressão do Ponto Morto Inferior(ajuste da
pressão mínima de operação)(Pm+ ΔP)
-PT=Pressão de Trabalho=PPMI
-PU=Pressão de Utilização(Pm)
-PS=Pressão de Segurança e / ou Alívio=PMTA ou
PMTP(Pm+ ΔP+DP+DS=acúmulo)
-PTH=Pressão de Teste Hidrostático=1,5.(PMTA)-ver
NBR
-PP=pressão de Projeto=FS.PTH ou FS.PMTA
-ΔP=Perda de Carga
-DP=Diferencial de Pressão(Carga-Alívio)
Siglas e Unidades
-FP=Fator de Projeto
-DS=Diferencial de Segurança=Acúmulo
-Pm=Pressão Manométrica
-Pa=Pressão Absoluta
-Pbar=Pressão Barométrica
-Patm=Pressão Atmosférica
-Nm³/...=Normais ... Ou SCFM=Standards
Cubics Feet per Minutes
-Am³/...=Atuais m³...
-UR=Umidade Relativa(%)
-pv=Pressão parcial do vapor d`água
-ps=Pressão de saturação do vapor d’água
Siglas e Unidades
-1 atm=760mmHg=14,69 psi=10336mmH20
-1 bar=750mmHg=14,5psi=10200mmH20=100kPa
-1 baria=0,1 Pa ( 1 dy/cm² )=1 microbar
-1 kgf/cm²=736mmHg=14,2 psi=10000mmH20
-1 kgf/m²=1mmH20
-1CFM=1,69 m³/h
-1GPM=(USA=3,785 l/min), (BS=4,54 l/min) e
(Brasil=3,6 l/min)
-psi=pound square inch
-1 Pa = 1N/m²
-1 Torr = 1 mmHg
-1 FPM(feet per minutes)= 196,9 m/s
Parâmetros¹ e Premissas² -Os fluídos hidráulicos possuem ρ≤1[g/cm³]¹
-O contaminante principal do ar é a água¹ e do fluído
hidráulico, o ar¹
-A ΔPmax². no SAC = 1 bar, recomenda se 0,08kgf/cm²
para 100m e não ultrapassar a 0,3bar ou 5% da PPMI
-As velocidades de escoamento são variáveis²
-IV=Índice de viscosidade≠viscosidade¹
-A viscosidade, nos gases, aumenta com o aumento da
temperatura e nos fluídos hidráulicos diminui¹
-O DP deve situar – se em 0,5 bar ou no máximo em
10% da PPMI no SAC²
-As perdas por vazamentos no SAC≤10%*DLE²
-Recomenda–se 1/3 para alívio e 2/3 para carga no SAC²
Parâmetros¹ e Premissas²
-O VR=Vol. do Reservat. no SAC(10 a 20% da
DLE[m³/min] para compressores recíprocos
e 5 a 15% para os demais compressores),
enquanto para os fluídos hidráulicos , 3 a 5
vezes a DE[l/min]²
-O DS para o SAC é 3% no 1º estágio e 6% no 2º
estágio da PPMS²
-A acumulação de energia hidráulica é feita
pelos acumuladores a contra-peso,mola e
gases(N2)¹
-A cada 70 bar os FH comprimem-se entre 0,5 a
2%( gases dissolvidos)¹
Terminologia e Definições -Stick Slip=“cola-desliza”
-Sangria=bleed off
-TAN=
-TBN=
-Ponto de Anilina=NBR 11343
-Purgador=
-Ventosa=
-Micropneumática=
-Manovacuômetro=
-Manômetro=
-Barômetro=
-Hidropneumático(a)=
-Calço Hidráulico ou Martelo Hidráulico=
-Calço Pneumático=
-Waste Gate=
Terminologia e Definições -Pressostato =
-Vacuostato=
-Válvula de Segurança=
-Válvula de Alívio=
-Válvula de Segurança e Alívio=
-Termostato=
-Transdutor=
-Carga=
-Alívio=
-Booster ou Recompressor=
-Ejetor=
-Fluxímetro/Fluxômetro=
-Fluxostato=
Terminologia e Definições -By Pass =
-Manifold=
-Pitting=
-Aeração=Flotação=
-Anti-emulsificante=
-Anti-desgaste=
-Anti-oxidante=
-Anti-espumante=
-Retrofitting=Up to Date =
-Up Grade =
-Shelf Life=
-Gripagem x Crimpagem=
-Vaso de Pressão=
-Mesh=
Laboratório 3 Válvulas Industriais-1
Histórico=Foram os Romanos que
desenvolveram os primeiros dispositivos que atualmente
são conhecidos como válvulas “macho” e válvulas contra
refluxo denominadas de válvulas “portinholas”
Conceito=Todo e qualquer dispositivo capaz de interferir
no fluxo( vazão ) e na pressão(energia potencial)
além do sentido e direção.
Classificação:
Bloqueio ou Fechamento
Retenção
Reguladora/Redutora/Proporcional
Sobre–Pressão(Segurança-PSV e/ou Alívio-PRV)*
Contrapeso, Contra-Balanço, Sequencial e Limitadora
Laboratório 3 Válvulas Industriais-1
Classificação(continuação)
Contrapressão
Descarga
Sub–Pressão(Quebra-Vácuo)
Corta-Chama
Controladora
Porta Lógica por Pressão Diferencial ( E=AND e OU=OR)
Direcional
Cartucho
Corte-de-sinal por pressão sequencial ou por temporização
Memória
Combinada
*)ASME I, ASME VIII e API-520
Laboratório 3 Válvulas Industriais-1
Acionamento
Manual
Motorizado(Elétrico, Pneumático , Hidráulico e
Combinado)
Elétrico(Solenóide)
Apalpador mecânico(fim-de-curso)
Combinado(Sensores+Solenóide)
Sensores(Ótico, Térmico, Indutivo,
Capacitivo, Sônico, Rádio – Frequência,etc…)
Piloto Positivo ou Negativo
Expansão ou Contração Térmica.
Considerações (Cap.1.0 ao 7.0)
a)Quanto às velocidades, considerar o
seguinte:
-Pneumática:
Linha Principal: 6 a 12 m/s( A Edição 2004
Procel Indústria recomenda 8m/s).
Linha de Distribuição: 8 a 16m/s(A
referência anterior recomenda 10m/s).
Linha de Serviço/Utilização: 10 a 20 m/s( A
referência anterior recomenda 15 m/s).
Observação: Existem instalações que
operam com velocidades em torno de 25
m/s, entretanto apresentam distúrbios
isolados e associados tais como:
Considerações (Cap.1.0 ao 7.0)
Vibração, Ruído e Perda de Carga acima da
recomendação de projeto.
-Hidráulica:
As velocidades(Racine Albarus-
Rexnord)são:
.Sucção e preenchimento: 0,6 a 1,2 m/s
.Retorno: 3,0 a 4,5 m/s
.Linha de Serviço/Utilização: 4,5 a 6 m/s
A Perda de Carga deverá ser calculada pela
equação de Darcy e Hazen-Willians.
Considerações (Cap.1.0 ao 7.0) b)Quanto à Associação de Compressores e
Bombas:
-Paralelo( Pressão constante e soma das vazões).
-Série(Vazão constante e soma das pressões)
-Combinada( vazão e pressão dedicada para ramal ou equipamento específico com a consequente utilização de Booster e Válvula Redutora de Pressão).
c)Quanto à Qualidade do Fluído:
-Pneumática(IS0 8573-1 e 7183)
.Filtragem e Condicionamento(Controle da umidade e temperatura)
Considerações (Cap.1.0 ao 7.0) Dinâmica/Cinética(ciclones),
Mecânica(impactação, difusão,membra-
na,interceptação)(adsorção, coalescência),
Eletrostática
Química(absorção)
Biológica
Desumidificação/Secagem
-Hidráulica
Filtragem, Controle de Temperatura (Aquecimento,
Arrefecimento e Resfriamento), Extração de
umidade, Nível e Troca
A Qualidade dos FHs é determinada pela ISO 4406,
Tabelas NAS 1638 e AS 4059.
Considerações (Cap.1.0 ao 7.0)
d)Quanto à Desumidificação/Secagem
.Extração do condensado pela compressão
.Extração do condensado pelo Resfriamento
.Absorção
.Adsorção
.Membrana
Obs.:Planilha de Extração
Considerações (Cap.1.0 ao 7.0) e)Parâmetros para desenvovimento da planilha.
.Admissão(TEA)
Um.Relativa,Temp.Local(tbs),DLE e Altitude
.Saída do Compressor
Drenagem/Purga,DE ou DA(Descarga Efetiva
ou Atual),Temp.de Recalque,Um.Específica.
.Desumidificador/Secador
Ponto de Orvalho,DE ou DA e Um.Específica
.Especificação do Ar Comprimido
Temp.de Equilíbrio,DE ou DA, Um.Específica,e
Umidade Relativa.
Laboratório 4
Continuação( Válvulas – Parte 2 ) – Atuadores, Instrumentos e
Componentes Especiais.
.Válvulas Reguladoras de Pressão (Redutoras, Limitadoras, Sequenciadoras) e/ou
vazão.
-Ação Direta
-Auto Operada
.Válvulas Controladoras
-Ação Direta
-Ação Inversa
.Válvulas Direcionais
.Válvulas Especiais
Laboratório 4
Continuação( Válvulas – Conclusão )
Classe de Aplicação(A,B,D,D)
Classe de Fuga/Vazamento/Estanqueidade(I,II,III,IV,V, VI)
Classe de Pressão(PN 10, 16, 25…bar ou 150, 300, 600, 900, 1500, 2500, 3000…psi, Schedule)
DN=Diâmetro Nominal
ID=Inside Diameter
OD=Outside Diameter
PN=Pressão Nominal
Uniões=Flangeadas, Rosqueadas, Soldadas e Cintadas(tri clamp)
Materiais do corpo, sede, obturador, haste, atuador e vedadores
-
Produção, Preparação, Distribuição
e Utilização da Energia Fluídica
Fluxograma de um Sistema de Ar Comprimido
.Componentes
.Interpretação da Simbologia
.Redes
.Recomendações e considerações para o desenvol-
vimento de um sistema de ar comprimido.
-
Produção, Preparação, Distribuição
e Utilização da Energia Fluídica
Fluxograma de um Sistema de Bombeamento de
Fluído Hidráulico
.Componentes
.Interpretação da Simbologia
.Redes
.Recomendações e considerações para o desenvol-
vimento de um sistema de Bombeamento de Fluído
Hidráulico.
-
No sistema Produção de ar comprimido
• Elevadas temperaturas;
Sala dos compressores
resfriamento
separação
drenagem
armazenamento
drenagem
secagem
drenagem
filtração
drenagem
compressão
A corrente do ar comprimido
distribuição
• Deficiência no sistema de ventilação;
• Excesso de pó..., são fatores para aumentar gastos.
Fatores de Desperdícios
L.C. IÓRIO
Qualidade do ar comprimido
A Norma ISO 8573.1 divide o ar em classes de qualidade, em função do conteúdo das principais impurezas, que são: partículas sólidas, conteúdo de água e óleo.
Ex. de especificação de Qualidade.
Água Óleo
Impurezas sólidas
Partículas sólidas Conteúdo d'agua Conteúdo de óleo
Classe de Qualidade
ISO
Tamanho das Partí- culas de Impurezas
m
Ponto de Orvalho à Pressão de 7 bar
C°
Máxima Quantidade de Óleo Incluindo
Aerossóis mg / m³
1 2 3 4 5 6
0,1 1 5
15 40
-—
-70 -40 -20 3 7
10
0,01 0,1 1,0 5,0
25,0 -—
No sistema Tratamento de ar comprimido
Fatores de melhorias
L.C. IÓRIO
No sistema Rede de distribuição de ar comprimido
Fatores de Desperdícios
L.C. IÓRIO
4 Bar 5 Bar 6 Bar
1 0,045 0,054 0,065 0,48
3 0,408 0,491 0,574 4,28
5 1,135 1,364 1,593 11,88
Para reduzir as perdas de ar comprimido, o meio é a redução da Pressão
e do diâmetro dos orificios utilizados.
Perdas por vazamentos de ar comprimido
OrificioPressão X Vazão m³/min Potência Necessária em KW
a 6 Bar
1 furo de ø 1mm.
6400,68 kWh/mês.
6400,68 x 0,23 =
R$ 1.472,16/mês.
R$ 1.472,16 x 12 =
R$ 17.665,95/ano.
No sistema Rede de distribuição de ar comprimido
Furo ø 1mm; p= 6 bar (a) vazamento = 0,065 m3/min.
0,065 x 60 = 3,90 m3/h. 220 h/mês = 858 m3/mês.
O Show do seu desperdício.
Fatores de Desperdícios
L.C. IÓRIO
No sistema Rede de distribuição de ar comprimido
O Show do seu desperdício.
Um dos grandes consumos de ar
comprimido
estão em mangueiras que sopram o ar.
Deve-se estudar um meio para reduzir
este consumo, por meio da redução da
pressão ou algum dispositivo adequado.
01 Bico ¾” - pressão 6 bar
¾" consumo de 2,2 m3/min
R$ 39.861,56 por mês
Fatores de Desperdícios
L.C. IÓRIO
No sistema Transformação
Falta de padronização dos produtos aplicados, implica em:
• Aumento no tempo gasto na manutenção.
• Aumento do número de itens de estoque.
• Dificuldades de adaptação e substituição.
• Aumento da Relação Custo X Beneficio
• Dificuldades nas compras.
• Prazo de Entrega
• Treinamento
Problema:
Fatores de Desperdícios
L.C. IÓRIO
Energia e Automação
Para reduzir as perdas de ar comprimido, o meio é a redução da
pressão e do diâmetro dos orifícios utilizados.
Orifício Pressão x Vazão Potência neces. p/ a compressão
( Ø mm ) 4 bar 5 bar 6 bar KW 1 0,045 m3/min 0,054 0,065 0,48 3 0,408 0,491 0,574 4,28 5 1,135 1,364 1,593 11,88
No sistema Transformação Limpeza
Bicos epistolas
Pressão alimen.p1 - bar
Queda de pressão
p - bar
ConsumoQ - m3/ min
Custo unit. anualkWh - R$ 0,10
Bico 3/8 6 0,4 1,76 283,20Bico 1/4 6 0,6 1,20 452,40LBP-1/4 6 0,2 0,27 63,72
LSP-1/4-C 6 0,2 0,12 28,32
LBP-
LSP-
Custo base - 22 dias, 1h/dia de utilização.
L.C. IÓRIO Engenharia
Energia e Automação
REDUÇÃO
22 %
Reguladores de Pressão
• Redução da pressão consumo de ar;
• Consequentemente de energia elétrica.
Ex.: Atuador pneumático
Diâmetro 50mm
Curso 100mm
Ciclo 60/min
No sistema Transformação
8 bar
8 bar
Consumo
206Nl/min
8bar
6 bar
Consumo
160Nl/min
Energia e Automação
Válvulas Solenóide de Baixa Potência
Economia de 80 a 90% no consumo de energia para a mesma aplicação.
V= 350Nl/min
Consumo 1W
No sistema Transformação Válvulas
V=500Nl/min
Consumo 4,5W
• Qual válvula atende ?
Ex: Atuador Pneumático
• Diâmetro 50mm
• Curso 100mm
• Nº ciclos 60/min
Consumo de ar total 160 Nl/min
Dimensionamento de um SAC e SBFH
Após a produção, preparação, distribuição e utili-
zação dos fluídos, faz-se necessário o dimensiona-
mento e seleção de todos componentes inclusive:
conexões, mangueiras, tubulações, elementos au-
xiliares, indicação, proteção e alarme.
Considerações:
1.Estabelecimento de Lay-Out(encaminhamento ,
casa de máquinas, unidades embarcadas, etc…
2.Levantamento de todos os pontos de consumo.
3.Previsão de futura expansão(20 a 60%),Pode atingir a 100%
4.Fator de utilização(60 a 80%), pode iniciar em 30% para ferramentas manuais e simultaneidade(20 a 40%).(Pode ir até 80%)
5.Limitação da perda de carga em 10% da PU ou PS
para o SAC(usualmente 0,3 a 0,5 bar).
-
Dimensionamento de um SAC e
SBFH
6.Para o SBFH, a perda de carga deverá ser calcu-
lada pelas equações convencionais que também
poderão ser aplicadas ao SAC.
7.Vazamentos limitado em 5 a 10% para o SAC
8.Velocidades( conforme recomendação anterior)
9.As tomadas no SAC deverão ser pelo costado
superior da tubulação
10.Inclinação da rede no SAC de 1 a 2º no sentido
do fluxo
11.Instalação de purgadores a cada 20 a 40 m no
SAC, bem como válvulas retenção e filtros de linha
12.Prever liras de expansão ou luvas elásticas.
-
Dimensionamento de um SAC e
SBFH
13.Instalar ventosas no SBFH ou procedimentos de
escorva e desumidificação periódica.
14.Observar recomendações específicas para mon-
tagem da rede no SAC e no SBFH( suportes, guias
pipe-racks, skids, etc…).
15.Importante é obter finalmente a DLE e a PMTA
ou PMTP bem como a Potência do sistema.
15.Aplicação:Determinar a DLE e a PMTA de um
SAC, considerando 3 processos distintos contendo
no mínimo 5 consumidores por processo.Dimensi-
nar , Selecionar e Especificar todo o Sistema.
15.Ídem para o SBFH( a partir do próprio levanta-
mento de necessidades).
16.Fator de Projeto :1,15<FP<1,5
-
Laboratório 5-Simbologia e
Válvulas Direcionais
-Uma das formas de comunicação e informação
nos diversos seguimentos tecnológicos é através
da terminologia e símbolos( gráficos, figuras, de-
senhos, fluxogramas, diagramas unifilares e de
Blocos, pictogramas, etc…).
-As principais normas nacionais e internacionais
são:
-IS0/DIN 1219(Letras)
-DIN 24300 e 24342
-NBR 8896, 8897 , 8898 e 10138
-IS0/DIN 5599(Números)
-DIN 40713 e 40718
-
Laboratório 5-Simbologia .ISO 5211/DIN 3337
.VDI/VDE 3845 NAMUR
.ANSI Y 32.10, JIC, CETOP, PNEUROP e ISA
Terminologia: CircuítoxDiagramaxFluxogramaxEsquemaxCroqui
Os elementos de um diagrama, fluxograma...
hidráulico, pneumático e demais combinações são representados por sím-
los geométricos( círculos, triângulos, retân-
gulos, quadrados, linhas, setas...), letras e números.
-
Laboratório 5-Simbologia - Interpretação da simbologia dos principais ele-
mentos e componentes de um Circuíto de Energia
Fluídica a partir da Unidade de Manutenção/Con-
servação/Condicionadora:
-Unidade de Manutenção/Conservação/Conserva-
Ção.
-Válvulas Direcionais
-Válvulas de Dupla Pressão
-Válvulas Especiais
-
Roteiro Para os Cálculos(SAC) -Existência de TAG(consumo obtido por usuário)
-Inexistência de TAG(Levantamento do Consumo por usuário).
-Cálculo do CLE(corrigido),CLEc=CLE.FU.FE.FV.FS.FP
-Pres.de Utilização ou Serviço Especificada(PU)
-Pressão de Trabalho=PPMI=PU ou Pm + ΔP.
-Com a Pressão de Trabalho , o CLE(corrigido) e
transformado para CE e a Velocidade dimensi-
ona-se as tubulações após a Válvula Redutora
-Seleciona-se a Válvula Redutora e desenvolve o By Pass incluindo o Separador de Líquido e o
purgador.
-Repete-se o procedimento para tantos ramais quantos forem necessários.
Roteiro Para os Cálculos(SAC) -Se o Ramal for em Anel, calcula – se como se não
o fosse e faça a interligação, instalando válvulas de bloqueio(gaveta) ou (esfera) de forma segmentada.
-A rede de distribuição(manifold) deverá ser dimensionada para a maior Pressão (PMTA) e CE acumulado por ramal ou ramais.
-Selecionar e especificar os Secadores por Adsorção de acordo com a necessidade do cliente.
-Especificar o Reservatório de acordo com a NR-13 do MTE e ASME Seção VIII, Divisão I e seus acessórios(Válvula de Segurança, Manômetro, Termômetro, Purgador, etc...)
-Especificar o Secador por Resfriamento.
Roteiro Para os Cálculos(SAC) -Especificar os filtros de acordo com as exigências
de qualidade do ar de acordo com a Norma IS0 8573-1
-Especificar o Trocador de Calor( Intercooler e Aftercooler) bem como Separador de Condensado e Purgador.
-Complementar o dimensionamento da rede Principal(Pressão, Vazão, Velocidade e Fator de Segurança).
-Especificar a tubulação, conexões e instrumentos e dispositivos de indicação, alarme e proteção.
-Selecionar e Especificar o Compressor contemplando:Tomada Externa de Ar , Filtro de Admissão e demais instrumentos.
Circuítos Básicos e Fundamentais
- Automação ( Contextualização )
- Cadeia de Comando ou Comando e Controle
- Circuítos Básicos e Fundamentais
Automação
Contextualização
A automação em nossas vidas
• Objetivo: Facilitar nossas vidas
• Automação no dia-a-dia
– Em casa: • Lavando roupa
• Aquecendo leite
• Abrindo o portão
• Lavando louça
– Na rua: • Sacando dinheiro
• Dirigindo pelas ruas
• Fazendo compras
A automação em nossas vidas – No trabalho:
• Registrando o acesso(I/O)
• Programando um robô
• Recebendo matéria-prima
• Estocando produto acabado
• Fazendo controle de qualidade
• Controlando temperatura de uma tanque de água
• Controlando a temperatura do escritório
• Acionando o sistema de combate à incêndio
A automação no meio produtivo
• Objetivos:Facilitar os processos produtivos
• Componentes básicos
– Sensoriamento
– Comparação e controle
– Atuação
• Automação industrial = sistema otimizado
– Menor custo
– Maior quantidade
– Menor tempo
– Maior qualidade (precisão)
A automação no meio produtivo
• Qualidade = garantir uma
produção com as mesmas
características e alta
produtividade
• Automação no meio ambiente
– Cumprimento de novas normas
– Sistemas de controle de
efluentes
– Sistemas de controle de gases
A automação no meio produtivo
• Automação nas indústrias
– Importância para sobrevivência das
indústrias.
– Garante a competição no mercado
globalizado
– Substitui o Homem
• Tarefas repetitivas
• Ambientes perigosos
• Ambientes insalubres
• Grande esforço físico
A automação no meio produtivo
• Transforma a estrutura da
força de trabalho
– Qualitativamente
– Quantitativamente
– Exige treinamento
– Qualificação da força de
trabalho
– Melhoria das condições de
trabalho
A automação no meio produtivo
• Desafio: Inserir o homem no contexto da
automação sem traumatismo, sem
desemprego, tendo somente um saldo
positivo.
• “O risco que se corre ao se introduzir
novas tecnologias é menor do que aquele
que se corre ao não introduzi-las”
Características e Conceitos da
Automação
• Cadeia de comando
Entrada
de sinais
Processamento
de sinais
Conversão
de sinais
Saída
de sinais
Características e Conceitos da
Automação
• Tipos de controle na automação
– Controle Dinâmico(analógico)
• Automação Industrial de Controle de
processos (automação contínua)
– Controle Lógico(digital)
• Automação Industrial de manufatura
(automação discreta)
Características e Conceitos da
Automação
• Controle dinâmico
– Utiliza medidas das saídas do sistema a
fim de melhorar o seu desempenho
operacional, através de realimentação.
• Incalculável poder tecnológico
• Aperfeiçoamento de processos
• Velocidade
• Precisão
Características e Conceitos da
Automação
• Controle lógico
– Utiliza sinais sempre discretos em amplitude,
geralmente binários e operações não
lineares.
• Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc)
• Variáveis binárias ( 0 ou 1)
• Circuitos de Redes lógicas:
– combinatórias
– seqüenciais
Características e Conceitos da
Automação
• Controle Lógico
– Redes lógicas combinatórias (sem memórias
nem temporizações)
• Projeto com álgebra booleana
• Descrever, analisar e simplificar com auxílio de
Tabelas da verdade e Diagramas de relés
Características e Conceitos da
Automação • Controle Lógico
– Redes lógicas seqüenciais (memória,
temporizadores e entrada de sinais)
• Teoria dos autômatos
• Redes de Petri
• Cadeias de Markov
• Simulação em computador
Arquitetura da Automação
Industrial
Arquitetura da Automação
Industrial • Nível 1: Chão de
fábrica
– Máquinas, dispositivos,
componentes
– Ex.: Linhas e máquinas Nível 4
Nível 3
Nível 2
CLP’S, Comandos, máquinas
Motores, Inversores, I/O’s
Arquitetura da Automação
Industrial
• Nível 2: Supervisão
– Informações dos nível 1
– IHM’s
– Ex.: Sala de supervisão Nível 4
Nível 3
Supervisão e IHM
Nível 1
Arquitetura da Automação
Industrial
• Nível 3: controle do
processo produtivo
– Banco de dados
– Índices
– Relatórios
– CEP
– Ex.: Avaliação e CQ
em processo
alimentício
Nível 4
Controle do Processo
Produtivo
Nível 2
Nível 1
Arquitetura da Automação
Industrial
• Nível 4: Planejamento
do processo
– Controle de estoques
– Logística
– Ex.: Controle de
suprimentos e
estoques em função
da sazonalidade de
uma indústria de
tecidos
Planejamento
Do Processo
Nível 3
Nível 2
Nível 1
Arquitetura da Automação
Industrial
• Nível 5:
Administração dos
recursos financeiros,
vendas e RH.
Gerênciamento
Geral
Nível 4
Nível 3
Nível 2
Nível 1
Arquitetura
da
Automação
Industrial
Razões para Automação
Industrial • Repetibilidade e maior qualidade na produção
• Realização de tarefas impossíveis ou agressivas
ao homem
• Rapidez de resposta ao atendimento da
produção
• Redução dos custos de produção
• Restabelecimento mais rápido do sistema
produtivo
• Redução de área
• Possibilidade de sistemas interligados
Variedades da Automação
• Segundo grau de complexidade e meios
de realização física
– Automações especializadas (menor
complexidade)
– Grandes sistemas de automação (maior
complexidade)
– Automações Industriais de âmbito local (
média complexidade)
Variedades da Automação
• Automações especializadas (menor
complexidade)
– Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos,
telefones, eletrodomésticos, automóveis.
– Microprocessadores
– Programação em linguagem de máquina
– Memória ROM ( Read Only Memory )
Variedades da Automação
• Grandes sistemas de automação (maior complexidade)
– Ex.: Controladores de vôos nos aeroportos, controle metroviário, sistemas militares e produção de energias.
– Complexos Industriais, Petroquímicas, Logística Intermodal.
– Programação comercial e científica em software de tempo real.
– Indústria Alimentícia, Farmacêutica e Área Medicinal/Hospitalar
Variedades da Automação
• Automações Industriais e de serviços de
âmbito local (média complexidade)
– Ex.: Transportadores, processos químicos,
térmicos, gerenciadores de energia e de
edifícios.
– CLP’s isolados ou em redes
Variedades da Automação
- A Automação é o final de uma ponta da IHM(Interface Homem-Máquina.
- Relembrando:
- Sistema Artesanal/Manual
- Sistema Mecanizado/Automatizado e enfim:
- A CADEIA DE COMANDO OU COMANDO E CONTROLE
A FERROGRAFIA como
técnica de manutenção
preditiva
Estudo de casos
Eng. Tarcísio D’Aquino Baroni
Eng. Guilherme Faria Gomes
www.huno.com.br/tribolab
O que é a FERROGRAFIA ?
• A Ferrografia consiste na
determinação da severidade, modo
e tipos de desgaste em máquinas,
por meio da identificação da
morfologia, acabamento superficial,
coloração, natureza e tamanho das
partículas encontradas em amostras
de óleos hidráulicos, lubrificantes ou
graxas, de qualquer viscosidade,
consistência e opacidade.
Aplicações
• MANUTENÇÃO PREDITIVA
• ANÁLISE DE FALHAS
• DESENVOLVIMENTO – MATERIAIS
– FLUÍDOS HIDRÁULICOS E LUBRIFICANTES
– PROCESSOS
– ANÁLISE REOLÓGICA
Princípios • Toda máquina se desgasta
• O desgaste gera partículas
• O tamanho e a quantidade são
indicativos da severidade
• A morfologia indica a causa do
desgaste
AMACIAMENTO
NORMAL SEVERO
DESGASTE
TEMPO
Tipos de exames ferrográficos
Quantitativo (DR)
Determina as
concentrações e
permite análise de
tendências – Partículas grandes
( L > 5 µm )
– Partículas pequenas
( S < 5 µm )
– Concentração total =
L+S
– Modo de desgaste =
– PLP = [(L-
S)/(L+S)]*100
Analítico (AN)
Identifica os tipos
e causas do
desgaste – Esfoliação
– Pitting
– Abrasão
– Corrosão
– Contaminantes
– Arrastamento
– Falha do lubrificante
– etc
Ferrografia quantitativa ( DR)
A real economia se dá quando
se consegue postergar
paradas ! • Evolução da
concentração total
de partículas.
• Desde 1996 as
paradas deste
compressor vêm
sendo adiadas de
forma segura, com
intervenções
pequenas e
baratas.
Quando a dedicação é real, os
benefícios também o são.
• O desgaste deste
redutor foi
diminuído
sistematicamente
devido ao
aprimoramento dos
procedimentos de
manutenção,
melhores materiais
e lubrificantes.
Quando o analista tem que dizer:
num falei ?
• Evolução da
concentração total de
partículas.
• Não tendo sido
acatadas as
recomendações, o
compressor acabou
parando em
emergência.
Não existem duas máquinas
iguais ! • O emprego dos
mesmos níveis de
alerta para
máquinas ditas
como iguais,
acarretou uma
parada inesperada.
• Ajustados os níveis
de alerta, logo se
pôde constatar que
este compressor
era mais
“delicado”.
Conversão de resultados
ferrográficos .
• A conversão dos resultados
ferrográficos para outras unidades
de técnicas tradicionais é bastante
difícil. Este fato é devido à sua maior
faixa de abrangência de tamanhos e
pela capacidade de separação de
partículas de naturezas diversas:
orgânicas e inorgânicas, metálicas
ou não, ferrosas e e não ferrosas
etc.
Ferrógrafia analítica
Ferrógrafo analítico modêlo FMIII Microscópio Metalográfico +
Biológico combinados
Ampliações até 1000 x
A FERROgrafia lida apenas com
partículas ferrosas, certo? ERRADO !
• O nome FERROgrafia tem apenas
motivos históricos.
• Alguns dos materiais identificados são :
– Ligas ferrosas: aço, ferro fundido, aço inox,
– Compostos ferrosos : minério, ferrugem
– Ligas não ferrosas : bronze, alumínio, prata,
cromo, níquel, magnésio etc.
– Areias diversas, sais, vidro, borrachas etc.
Exemplos de partículas (500 X)
ESFOLIAÇÃO ARRASTAMENTO ABRASÃO E AREIA NACO DE PITTING
FIBRAS DE PANO BRONZE (100X) ALUMÍNIO FERRUGEM
Os gráficos da ferrografia analítica
• Cada partícula, ou
conjunto de partículas
indica um tipo de
desgaste ou
contaminação
diferente.
• As partículas são
batizadas de acordo
com sua característica
mais importante:
– Tipo de desgaste
– Morfologia
– Natureza
• A escala de 0 a 10 é
apenas uma
referência gráfica,
pois cada tipo de
partícula possui
uma metodologia
própria.
• No exemplo ao
lado:
– A esfoliação
cobriu 25% da
área total do
ferrograma.
– Foram
encontradas 9
partículas de
abrasão
– Foram
encontradas 7
partículas
laminares
Utilizando o exame analítico
(ou: Apenas a composição química não basta !) • Os resultados
espectrométricos
indicaram alto teor de
ferro, sugerindo alto
desgaste.
• O exame analítico
mostrou que o desgaste
mecânico era normal
(esfoliação), mas a
presença de óxidos de
ferro (minério e
ferrugem) era alta.
• As providências a serem
tomadas podem ser
totalmente diferentes.
Conhecer a máquina é
fundamental. • Compressor de NH3
com pequeno teor de
água (600ppm).
• Numa outra máquina, os
óxidos vermelhos seriam
ferrugem, e em grande
quantidade.
• Neste caso, trata-se da
reação normal do NH3
com a água e a carcaça
do compressor.
• A condição, neste
exemplo, é aceitável.
Tipos de Máquinas Monitoradas
0
5
10
15
20
25
30
35
Tipos de Maq. (%)
Cx. Engren.
Compres.
Circ. Hidr.
Turbinas
Bombas
Motores
Trafos
Outros
Resultados efetivos alcançados
• Adiamento de Paradas Preventivas – Ex.: Compressor GA = US$ 18.000 / intervenção / 10.000
horas
• Aumento de vida útil – Eliminação de causas antes dos danos
• Tomada de decisão com base científica – Seleção estratégica de equip. para manutenção
• Aumento da segurança operacional – Ex.: aplicações aeronáuticas
• Enga. de manutenção - Melhorias e
Economias
Resultados efetivos alcançados
• Pesquisa de lubrif. e materiais, inclusive em
concorrências – Trocas de lubrificantes apenas quando realmente necessário
• ISO 9000 – Faz parte da certificação de várias empresas
CONCEITO Não nos basta saber que a
máquina está com danos, mas
impedir que os danos ocorram !
Temos que identificar as causas
do desgaste e eliminá-las assim
que surgirem.
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Laboratório 6/7 Circuítos Básicos e Fundamentais
Cadeia de Comando e Comando e Controle
Diagramas
Fluxogramas
Esquemas
Croqui
Comando Direto
Comando Indireto
Laboratório 6/7 Circuítos Básicos e Fundamentais
-Conceituar a Terminologia
-Observar as recomendações da apostila complementar
-Montar os circuítos 1 ao 7 e completar os diagramas da apostila
contemplando todas as especificações requeridas.
-Montar os circuítos 8 ao 11 e completar os diagramas da apostila
contemplando todas as especificações requeridas.
Circuítos Básicos e Fundamentais
-Cadeia(conjunto de funções) de Comando ou Comando e Controle.
.Execução do Comando (órdem) /Saída de sinais.
.Processamento de Sinais(comando e auxílio).
.Introdução dos sinais.
.Alívio e distribuição de sinais e suprimento.
.Fonte de Potência Fluídica.
.Bloqueio ou Fechamento Geral.
-Cadeia(conjunto de funções) de Comando ou Comando e Controle.
.Execução do Comando (órdem) /Saída de sinais.
.Atuad.lineares,rotat. e oscilat.(El.de Força/Torque).
.Processamento de Sinais(comando e auxílio).
.VD,VER,VRFU,VS,VT.(El.Aux.de Com.e Comando)
.Introdução dos sinais.
.Port.Lóg.,VD,Sensores(Elem. De Sinais).
.Alívio e distribuição de sinais e suprimento.
.Manifold e Válv. Direcionais.
.Fonte de Potência Fluídica.
.Unidade de Manut./Conserv./Condicionamento.
.Bloqueio ou Fechamento Geral.
.Válv. de Gaveta.,Globo,Esfera, etc...
-Cadeia(conj.de funções) de Comando ou Comando e Controle(Repres. por Diag. De Blocos).
Execução
Da
Órdem
Cilindros e
Motores
Auxílio
Do
Comando
Auxílio
Do
Sinal
Fonte de
Energia
Sinal
VER,VRFU
VS,VT...
Válv.
Direcional
E,OU,VD
Válv.
Direcional
Manifold,
Bloqueio
UM/UC
Comando
-Cadeia(conj.de funções) de Comando ou Comando e Controle(Repres. por fluxograma).
E.A.S.
El.de
Sinal
Atuador
E.A.C. E.A.C.
Comando
E.A.S
El.de
Sinal
El. de
Sinal El.de
Sinal
U.M./U.C.
Bloqueio
Bloqueio
c/Alívio
1. Classificação dos Processos para Elaboração de Circuitos Pneumáticos e Hidráulicos Seqüênciais
2. Processo Intuitivo
3. Observações gerais sobre formas de representação em esquemas
4. Método Cascata
5. Exemplos de Utilização do Método Cascata
6. Método Passo-a-Passo
7. Tabela Seqüêncial na Manutenção de Circuitos Pneumáticos e Hidráulicos
8. Sistemas de Comando Adicionais e Técnicas Especiais
9. Condições Adicionais utilizando a Técnica Pneumática e Hidráulica
CIRCUÍTOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Tipos de Diagramas/ Esquemas
• Os diagramas/esquemas de comandos
podem ser:
•Diagramas/Esquemas de comandos
de posição;
•Diagramas/Esquemas de comandos
de sistema.
Diagramas/Esquemas de comandos de
posição
Nesse esquema , todos os elementos
estão simbolizados onde realmente se
encontram na instalação.
Essa forma de apresentação beneficia o
montador pois ele vê de imediato onde
deve montar os elementos .
Porém , esse tipo de esquema de
comando tem um inconveniente de
possuir muitos cruzamentos de linhas ,
onde podem ocorrer enganos na
conexão dos elementos.
Esse é o tipo de esquema de comando
mais usado em hidráulica pois os
circuitos hidráulicos não possuem linhas
de pilotagem e são montados em blocos.
Diagramas/Esquemas de comandos de
Sistema É o tipo de esquema mais usado em pneumática. Esse
esquema de comando está baseado em uma ordenação dos
símbolos segundo sua função de comando que facilita a
leitura, pois elimina ou reduz os cruzamentos de linhas.
Denominação dos Elementos Hidráulicos e
Pneumáticos
Essa denominação pode ser feita por meio de
números (Norma DIN-23400 e 5599) ou por meio
de letras (Norma IS0-1219).
Todos os elementos hidráulicos e pneumáticos
devem ser representados no esquema na posição
inicial de comando. Se na posição inicial, a válvula
já está acionada, isso deve ser indicado no
diagrama/esquema.
Norma DIN
A Simbologia
Hidráulica
está
suprimida
Denominação dos Elementos Hidráulicos e
Pneumáticos
Norma ISO
A simbologia
Hidráulica
está
suprimida
Denominação dos Elementos Hidráulicos e
Pneumáticos
Elaboração dos esquemas de Comandos
Na construção de diagramas/esquemas de comandos
hidráulicos e pneumáticos existem vários métodos.
Ainda não existe um método geral, porém, ainda
predomina para pequenos projetos a utilização do
método intuitivo.
Os esquemas de comandos hidráulicos e pneumáticos
podem ser elaborados por meio de vários métodos.
• Método intuitivo
• Método cascata
• Método passo a passo
• Método Lógico com auxílio de mapas
Método Intuitivo
É um método cuja a característica básica desenvolve-se a
partir da “intuição” do projetista, não possuindo um regra
definida para elaboração do circuíto.
Características:
Requer grande experiência em projeto;
Limita-se a pequenos circuítos;
Exige maior tempo de elaboração em projeto;
Possibilidade de identificação do distúrbio;
Inadequado na aplicação com circuítos compostos.
O método intuitivo é o mais simples de todos os métodos,
porém, deve ser utilizado somente em seqüência diretas, que
não apresentam sobreposição de sinais na pilotagem das
válvulas direcionais que comandam os elementos de trabalho.
Diagramas Complementares de
Movimento -Diagrama de Comando
-Diagrama de Setas
-Diagrama de Tabela
-Diagrama algébrico
-Diagrama Trajeto e Passo ou Fase
-Diagrama Trajeto e Tempo
-Sequência de Comando
-Diagrama de Karnaugh
Método Cascata
É um método que consiste em cortar a
alimentação do fluído dos elementos de sinal que
estiverem provocando uma contrapressão na
pilotagem de válvulas de comando, interferindo, dessa
forma, na seqüência de movimentos dos elementos de
trabalho(Eliminação de contingências).
Características:
Requer experiência na implementação;
Limita -se a circuítos de porte médio;
Seu emprego é inadequado em circuítos compostos(diretos e
indiretos).
COMANDO CASCATA I
O método Cascata baseia-se na eliminação
da possibilidade de ocorrência de sobreposição
de sinais nas válvulas de comando dos atuadores
através da divisão da seqüência de trabalho em
grupos de movimentos, e do relacionamento
destes grupos com linhas de pressão, sendo que,
através da utilização apropriada de arranjos pré-
estabelecidos de válvulas de inversão, apenas
uma linha poderá estar pressurizada a cada
instante de tempo.
COMANDO CASCATA II
O comando CASCATA resume-se em
dividir criteriosamente uma seqüência complexa
em varias seqüências mais simples, onde cada
uma dessas divisões recebe o nome de GRUPO
DE COMANDO. Não existe número máximo de
grupos mais sim, um número mínimo, 2 (dois)
grupos .
COMANDO CASCATA III
1- Dividir a seqüência em grupos de movimentos, sem
que ocorra a repetição de movimento de qualquer
atuador em um mesmo grupo.
2 - Cada grupo de movimentos deve ser relacionado com
uma linha de pressão. Para tanto deve ser utilizado o
arranjo de válvulas inversoras que permite estabelecer o
número de linhas de pressão.
3 - Interligar, apropriadamente, às linhas de pressão os
elementos de sinal que realizam a comutação de posição
das válvulas de comando dos diversos atuadores e das
válvulas inversoras das linhas de pressão.
Roteiro para Aplicação do Método Cascata
COMANDO CASCATA IV
Aplicação do Método
1a Etapa: A partir do diagrama trajeto-passo,
extrair a representação algébrica.
Exemplo 1: A + B + B - A -
COMANDO CASCATA V 2a Etapa: Tomando a seqüência do início, efetuar a
divisão toda vez que for notado em um mesmo grupo uma
mesma letra com sinais opostos, ou seja, o mesmo atuador não
pode fazer movimentos diferentes em um mesmo grupo de
comando, ou ainda, “Letras iguais com sinal algébrico oposto
não podem ficar numa mesma linha (grupo).”
Exemplo 1: A + B + / B - A - /
A + B + Grupo de comando 1
B - A - Grupo de comando 2
COMANDO CASCATA VI
Exemplos
Exemplo 2
A + B + / B - A - / B+ / B- /
Exemplo 3
A + B + C + / C – B – A -
COMANDO CASCATA VII
Exemplo 4
A + B + / B - C + / C- A - /
Exemplo 5
A + B + / A - / A + B -/ A - / A+ C + / C- A - /
Exemplos
COMANDO CASCATA VIII
Após a divisão da seqüência deve ser esquematizado o conjunto
de válvulas memória que serão as responsáveis pelo
fornecimento de ar aos grupos de comando (linhas).
Para se determinar o número de válvulas que serão utilizadas
no conjunto de válvulas memória, deve-se levar em consideração
o número de grupos de comandos (linhas), ou seja:
Numero de válvulas memória = número de grupos - 1
Nm = NG - 1
O conjunto de válvulas memória será composto geralmente por
válvulas de quatro ou cinco vias com duas posições e
acionamento por duplo piloto positivo (Ver Alternativas).
COMANDO CASCATA IX
3a Etapa: Verificar ao final do ciclo, que linha
permanece pressurizada. Isto irá depender da
seqüência considerada e da divisão escolhida.
Exemplo 6:
No exemplo vemos que a seqüência dá origem a um
sistema cascata com três linhas e com a última linha
(linha 3) pressurizada ao final do ciclo.
COMANDO CASCATA X
No método cascata, quando o último grupo é composto por
movimentos que se unidos ao primeiro grupo não desobedece à
regra da segunda etapa, ou seja, “Letras iguais com sinais
algébricos opostos não podem ficar numa mesma linha”, pode-se
unir o último grupo ao primeiro reduzindo assim o número de
linhas e o número de memórias.
No exemplo 6, temos:
Nesta divisão teremos o ar pressurizando a linha “1” no final
do ciclo. Este artifício só pode ser realizado com o último e o
primeiro grupo, caso não haja choque com a regra da 2a Etapa.
COMANDO CASCATA XI
4a Etapa: Construir o sistema cascata, identificando
os elementos segundo a critério:
Elementos de Trabalho: A , B , B , C , D , ...
Elem. de Sinal Trazeiro / SH: ao , bo , co , do , ...
Elem. de Sinal Dianteiro/SAH: a1 , b1 , c1 , d1 , ...
COMANDO CASCATA XII
Observações Importantes:
As linhas (grupos) de cascata sempre serão
alimentadas através de válvulas memória.
O método cascata possui limitações em relação
ao número de linhas ( +/- 10 linhas) devido ao
problema da queda de pressão em cada válvula
que se amplia em função da dimensão da rede de
utilização/serviço/trabalho.
COMANDO CASCATA XIII
Caso 1 – Sistema com Duas Linhas: A primeira válvula do
conjunto alimenta o primeiro e o segundo grupo de comando.
Observação: Se houver dois grupos haverá apenas uma válvula memória
5a Etapa: Construção do sistema e verificação da
seqüência de comutação.
COMANDO CASCATA XIV
Sistema com Duas Linhas
Aplicando-se pressão no orifício de comando "10"
teremos o grupo 2 pressurizado.
Caso o comando seja dado no orifício "12" o grupo de
comando pressurizado será o grupo 1.
12 12 10 10
COMANDO CASCATA XV Aplicação do Método para casos de três grupos de comando
A válvula de comando inferior é ligada ao orifício de
pressão da superior pela sua utilização 2 .
A utilização 4 da válvula inferior deverá estar ligada ao
orifício "12" da válvula superior e ao grupo consecutivo.
COMANDO CASCATA XVI
Aplicação do Método para casos de três grupos de comando
COMANDO CASCATA XVII
Seqüência de Comutação
S1 – linha 4 para linha 1
COMANDO CASCATA XVIII
S2 – linha 1 para linha 2
Seqüência de Comutação
COMANDO CASCATA XIX
S3 – linha 2 para linha 3
Seqüência de Comutação
COMANDO CASCATA XX
S1 – linha 3 para linha 4
Seqüência de Comutação
COMANDO CASCATA XXI
Aplicação do método para casos de quatro grupos de
comando ou mais
COMANDO CASCATA XXII
TABELA DE FUNCIONAMENTO DO COMANDO CASCATA
Exemplos de Utilização do Método Cascata
Método Passo-A-Passo I
É um método prático e simples cuja a
regra é de fácil assimilação. Neste método há
a individualidade dos passos do diagrama,
onde cada movimento individual ou
simultâneo, ocorre baseado no comando de
uma saída, a qual foi habilitada pelo passo
anterior e pelo respectivo emissor de sinal
(fins-de-curso).
Método Passo-A-Passo II
Características Não requer grande experiência por parte do projetista;
Ideal para aplicações em qualquer tipo de circuito;
Não é utilizável em circuítos compostos;
Apresenta alta segurança e garantia operacional;
Apresenta custo de implementação relativamente mais
elevado com relação aos outros métodos.
Método Passo-A-Passo III
Para ilustrar a resolução de um circuíto
pneumático pelo método PASSO-A-PASSO, tomaremos
como base a seqüência:
A + A - B + B -
Como no método cascata o método PASSO-a-
PASSO requer a divisão da seqüência. A diferença, no
entanto, é que neste método, cada movimento deve ser
separado. A cada divisão denomina-se passo.
Método Passo-A-Passo IV
Observamos que na seqüência acima foram obtidos
quatro passos ao efetuar as divisões.
Cada passo será comandado nesta técnica por uma
válvula 3/2 vias duplo piloto positivo.
O número de válvulas de comando é igual ao número
de passos.
Método Passo-A-Passo V
As válvulas de comando apresentam três
funções básicas.
1) Despressurizar o passo de comando anterior
2) Pressurizar a válvula que será acionada a fim de
efetuar a mudança para o próximo passo
3) Efetuar o comando da válvula de trabalho, dando
a origem ao movimento do passo a ser
executado.
Método Passo-A-Passo VI
Disposições das Válvulas de Comando e suas
Ligações no Esquema
Método Lógico com auxílio de Mapas
É um método prático sobretudo analítico , em que
é possível se estabelecer com facilidade as várias etapas
de qualquer circuíto , seja ele simples, composto ou
complexo, analisando - se todo o processamento de sinais
e suas combinações econômicas.
Características:
Requer muita experiência de projeto;
Ideal para circuítos, simples e complexos;
Ideal para circuítos compostos(direto e indireto);
Pode ser aplicado em circuítos combinados.