Elétrica

7/18/2019 Elétrica

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ESCOLA NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE

DEPARTAMENTO DE MÁQUINAS MARÍTIMAS

M418 – AUTOMAÇÃO NAVAL

INTRODUÇÃO AO AUTOMATION STUDIO

Elementos compiladospor:

Prof. Luis Filipe Baptista

E.N.I.D.H. – 2006/2007

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AUTOMAÇÃO NAVAL INTRODUÇÃO AO AUTOMATION STUDIO

ENIDH/DMM – 4º ANO DA LEMM 1

INTRODUÇÃO AO AUTOMATION STUDIO1

(VERSÃO 3.0 / 3.05)

1.

REQUISITOS MÍNIMOS DO EQUIPAMENTO INFORMÁTICOSistema

OperativoMS-DOS (versão 5.0 ou superior) e MicrosoftWindows (versões 3.1, 95, 98, NT ou ME)

Processador 486 ou superiorRAM Mínimo de 16 MBDisco rígido Mínimo de 10 MB disponíveisMonitor VGA ou SVGA; Mínimo de 256 coresRato Microsoft ou compatível

2. MODO DE FUNCIONAMENTO DO PROGRAMA2

Após a instalação do Automation Studio estar concluída, seleccionar o ícone“Atalho para Astudio” para aceder ao programa e iniciar a sua utilização.

Abrindo a janela do Automation Studio, é possível aceder a um dos íconesrepresentados ao lado, que possibilitam a iniciação de um novo projecto ou aabertura de um projecto já existente.

1 - Estes apontamentos foram elaborados com base no relatório realizado pelos alunos do 3º ano do cursode Bacharelato em EMM - DANIEL DUARTE, DINIS RODRIGUES, JOÃO BOIM e JOÃO GASPAR,

no decorrer do ano lectivo de 2001/2002.2 - Este documento está disponível na página Web da disciplina. Para mais detalhes, consulte igualmentea apresentação em PowerPoint disponível no mesmo endereço.

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Activando no ícone Projecto novo, acede-se à janela ao lado representada, a partir da qual é possível iniciar um projecto segundo um modelo

pré-definido ou iniciar o projecto sem o recurso anenhuma pré-definição de modelos.

Para iniciar-se o projecto dever-se-á iniciar um novo diagrama e uma novalista de componentes. No diagrama serão representados todos os elementos

do esquema; simultaneamente esses componentes serão adicionados à listade componentes de forma a que no final exista uma listagem exacta do tipo enúmero de elementos utilizados.

Depois de efectuados todos os procedimentos anteriormente descritos é possível iniciar umnovo projecto sendo possível a qualquer momento possível aceder à janela “ Relatório“ a

partir da janela “ Esquema de ligação“ e vice-versa.

Seleccionando o símbolo ao lado indicado na janela doAutomation Studio acede-se à Biblioteca de símbolos.

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Na Biblioteca principal estão disponíveis os mais diversossímbolos, para utilização pelo Automation Studio. É possível

projectar e simular circuitos com as mais diversas tecnologias

disponíveis no programa. Na parte inferior da janela, é possível observar o aspecto do último componenteseleccionado. Na Barra de Ferramenta “ Lay-out” é possívelalterar a posição relativa do componente. Encontra-setambém o item “Simulação”, que como o nome indica

permite simular o circuito anteriormente projectado. Para quetal aconteça, é necessário que o circuito esteja construídocorrectamente e que todas as ligações tinham sido efectuadas.É possível também, como na grande maioria dos maisdiversos programas, ajustar o Zoom, Copiar, e Colar componentes.

À semelhança do que acontece, por exemplo no AutoCad é possível criar blocos com os elementos que são maisutilizados, minimizando assim posteriormente o tempo

perdido, por exemplo a configurar uma válvula 3/2 NA, decomando manual e retorno por mola.

Existe um símbolo que nos permite aceder a uma barra detarefas que possibilita a edição de pequenos comentários bemcomo de esquemas simples.As simulações são efectuadas pelo recurso aos símbolosrepresentados ao lado. É possível também, entre outrasopções, simular em câmara lenta, passo-a-passo, e fazer pausaà simulação. Para que a simulação se possa efectuar énecessário que todas as ligações estejam efectuadas de formacorrecta. Para se certificar que nenhuma ligação ficou porrealizar, verifique se junto a um qualquer componente nãoexiste nenhum círculo a vermelho.

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3. DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS COMPONENTES DA BIBLIOTECADE SÍMBOLOS (NORMA ISO-CETOP 1219)

VÁLVULAS

No caso das válvulas direccionais, estão pré-definidas uma série de válvulas 2/2, 3/2, 4/2, 5/2,5/3, etc. É também possível configurar válvulas com diferentes números de vias e estados.Aqui reside uma das peculiaridades do Automation Studio, pois as válvulas 3/2 que nos é

possível representar são diferentes daquelas que são apresentadas em grande parte da bibliografia.

A válvula “A” é aquela que é apresentada no AutomationStudio e a válvula “B” é aquela que é mais comum encontrarem grande parte da bibliografia. Apesar de aparentemente

diferentes elas desempenham a mesma função e têm as mesmas potencialidades, sendo apenas necessário trocar as posiçõesentre a fonte de alimentação e o escape.

Ainda em relação ás válvulas e particularizando para o caso das válvulas de comando pneumático é necessário ter algum cuidado, pois tem-se linhas de pressão e linhas de pilotagem. As linhas de pressão são representadas a cheio e as linhas de pilotagem sãorepresentadas a tracejado. Num esquema, apresentado neste programa, é possível que ocircuito funcione representando todas as linhas de pressão, mas no caso da implementação

prática de um circuito pneumático este factor pode levar à inoperacionalidade do circuito ou aavaria de componentes, sobretudo quando houver uma grande diferença de pressões entre osdois tipos de linhas.

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CILINDROS

No caso dos cilindros é possível regular uma série de factores inerentes ao seu funcionamento.Em primeiro lugar e para que se possa observar a movimentação do cilindro é necessárioconfigurar o item extensão para um valor diferente de zero, é também possível regular a força

oposta, a força de atrito tanto no avanço como no retorno, o diâmetro do embolo, o diâmetroda haste do embolo e o curso, que mais não é do que o comprimento da haste do cilindro

No caso de cilindros com retorno por mola é possível regular a força máxima da mola.

COMPRESSORES

Neste caso é possível definir a pressão e orientação do eixo que o liga ao motor responsável pelo seu funcionamento.

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MOTORES

No caso dos motores, quer estes sejam de combustão interna ou eléctricos, tem que se definira potência e a velocidade de rotação.

TEMPORIZADORES

Nos temporizadores é possível regular a temporização, entre um valor mínimo de zero e ummáximo de 99.

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ESTRANGULADORES DE FLUXO

Nestes componentes a regulação é percentual, variando entre os 0% (totalmente fechada) e os100% (totalmente aberta), existindo um sem número de regulações intermédias.

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4. ESQUEMAS DE COMANDO PNEUMÁTICO

4.1. CIRCUITOS PNEUMÁTICOS

Vamos seguidamente construir um circuito de comando pneumático que já foi previamente

testado nas aulas práticas. Deste modo, foram testados no Automation Studio os circuitos dearranque, paragem e emergência, com memórias monoestável e biestável. Estes dois circuitossão muito parecidos apenas diferindo no tipo de memória utilizada, o que torna o circuitomais ou menos complexo. O caso monoestável é caso mais complexo pois necessita de ummaior número de componentes, pois a válvula de memória é do tipo 3/2 com retorno pormola, apesar de ter menos equações estas apresentam uma maior complexidade aquando dasua implementação. Deve-se notar que o recuo do cilindro é temporizado devido à acção deum temporizador pneumático à operação.

Circuito de Arranque, Paragem e Emergência (memória biestável)

O circuito de comando é constituído por um cilindro de duplo efeito, dois sensores de fim decurso, que são válvulas 3/2 com comando por rolete e retorno por mola, três válvulas 3/2 comcomando por botoneira e retorno por mola, uma válvula 3/2 (memória biestável), uma válvula5/2, dois estranguladores de fluxo, para controlar a velocidade de avanço e recuo do cilindro,um temporizador que tem como função temporizar o recuo do cilindro e dois blocos lógicos“OU”.

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Circuito de Arranque, Paragem e Emergência (memória monoestável)

Este circuito de comando é constituído por um cilindro de duplo efeito, dois sensores de fimde curso com comando por rolete e retorno por mola, uma válvula 5/2, duas válvulas 3/2 comcomando por botoneira e retorno por mola, uma válvula 3/2 com retorno por mola, umaválvula 5/2 com comando por botoneira e retorno por mola, dois blocos lógicos “OU” e dois

blocos lógicos “E”.

COMPONENTES UTILIZADOS

Para realizar este trabalho recorreu-se á simbologia CETOP.Para construir este circuito recorre-se à biblioteca desimbologia pneumática. Aqui estão presentes os componentesmais comuns à simbologia pneumática, sendo possívelconstruir e simular os mais diversos circuitos. É ainda possívelvisualizar, durante o processo de simulação o esquema em cortede vários componentes em funcionamento.

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No quadro de cima, estão representados os componentes com as designações que lhes sãoatribuídas pelo programa.

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4.2. CIRCUITOS ELECTRO-PNEUMÁTICOS

Considere-se o seguinte esquema de comando eléctrico em simbologia CEI:

Este esquema representa um dos circuitos eléctricos estudados nas aulas práticas deAutomação, e que pode ser construído no Automation Studio. Optou-se pela implementaçãode circuitos já conhecidos de modo a facilitar esta introdução ao programa. O circuito é

basicamente constituído por três Botões NA (START, STOP E EMERGÊNCIA), trêsContactos NA (X e K) , uma Bobina de activação (relé biestável), uma Bobina dedesactivação (relé biestável), uma Bobina (relé monoestável) , dois Fins de curso NA , eduas Bobinas (EXT-A e EXT-B) que são os comandos da válvula 5/2. Temos também umaFonte de tensão 24V e a Terra. Para ligar todos estes componentes, são utilizadas Ligações

ou cabos eléctricos.Os contactos A0 e A1 são accionados por dois Sensores de posição mecânicos. Nestamontagem optámos por um Cilindro DW (cilindro de duplo efeito) e por uma válvula 5/2com comando por electroíman (ou Bobina como vem referenciada no programa).

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COMPONENTES UTILIZADOS

Para realizar este circuito recorre-se à simbologia de controloeléctrico (EU), (simbologia europeia, existindo também asimbologia norte-americana EUA). Estão presentes várioscomponentes que poderão ser utilizados na execução de umqualquer circuito.

Existem diferenças entre a nomenclatura utilizada no Automation Studio e aquela que é maisusual encontrar na bibliografia. A tabela anterior evidencia as diferenças entre as duas

nomenclaturas, estando sobre o símbolo aquela que é apresentada pelo Automation Studio, esob os símbolos a nomenclatura utilizada na maioria da bibliografia disponível.

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5. CIRCUITOS DE COMANDO HIDRÁULICO

A simbologia apresentada nesta secção destinada à hidráulica, poderia ser englobado numúnico ponto juntamente com a pneumática. A simbologia é similar, existindo apenas algumas

particularidades, consoante a tecnologia a implementar.

Este esquema é uma representação de um circuito hidráulico bastante simples. Temos presente um cilindro hidráulico de duplo efeito e um outro cilindro hidráulico de retorno pormola. O circuito é constituído por uma bomba de cilindrada variável que é accionada por ummotor de combustão interna. À saída da bomba está uma válvula 4/3 de comando manual comencravamento, Depois da válvula, está uma válvula estranguladora de caudal e uma válvulareguladora de pressão. Antes do óleo retornar ao tanque, passa por um filtro de forma alimpar as impurezas contidas no fluído.

Para construir o circuito acima representado é necessáriorecorrer à biblioteca de componentes hidráulicos. Nesta

biblioteca, estão representados os componentes mais usuaisdos esquemas hidráulicos, sendo possível construir e simularos mais diversos tipos de circuitos. É ainda possívelvisualizar, durante o processo de simulação o esquema emcorte de vários componentes em funcionamento.

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É necessário ter os seguintes cuidados na construção de circuitos hidráulicos:

i) No caso das bombas, elemento essencial para o funcionamento é necessárioconfigurar a posição do eixo de ligação ao motor que acciona a bomba, o caudal, a

pressão e diversos factores no funcionamento da mesma.

ii) Dado que as bombas são normalmente accionadas por motores eléctricos ou decombustão interna, é necessário definir alguns parâmetros, nomeadamente a

potência e a velocidade de rotação do motor.

iii) As válvulas direccionais apresentam-se como sendo os componentes com maiorvariedade de configurações, sendo possível escolher de entre um elevado númerode soluções que permitem obter a solução mais indicada. É possível escolher a suaconfiguração e o tipo de comando desejado.

iv)

Na válvula estranguladora de caudal, é possível configurar a abertura daválvula, variando entre os 0 % (totalmente fechada) e os 100% (totalmente aberta).

v) No caso das válvulas reguladoras de pressão regula-se a pressão a montante daválvula.

vi) No caso dos cilindros é possível configurar a força oposta ao cilindro, a força deatrito de avanço e de retorno, o diâmetro do pistão e do pistão, a extensão inicialdo cilindro e o curso do cilindro.

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