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Figura 4.1 - (a) fluxograma, (b) variveis de estado, (c) rede de Petri, (d) diagrama trajeto-passo.

Figura 4.2 - Exemplo de Grafcet.

Figura 4.3 - Elementos de um Grafcet.

Figura 4.4 - Representao de Aes.

Figura 4.5 - Exemplos de Ao.

Figura 4.6 - Ordem Contnua.

Figura 4.7 - Ordem Condicional.

2 Automao e Controle Discreto

Figura 4.8 - Ordem com Retardo de Tempo.

Figura 4.9 - Ordem com Tempo Limitado.

Figura 4.10 - Ordem impulsional e impulsional condicionada.

a) b) Figura 4.11 - (a) Repetio de aes em etapas consecutivas, (b)

Estrutura em paralelo equivalente.

Figura 4.12 - Ordem memorizada usando indicadores S e R.

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Figura 4.13 - Exemplo de receptividade associada situao do Grafcet.

Figura 4.14 - Borda de subida e borda de descida de uma varivel.

(a) (A + B) no o mesmo que ( A + B ) (b) A = A (c) (A . B) no o mesmo que ( A . B ) (d) ( A . B ) = 0 se A e B no forem correlatos

Figura 4.15 - Exemplo de temporizao.

a) b) c) Figura 4.16 - Situao inicial: a) etapas E0 e E3, b) etapas X1 e X3, c) etapa A5.

4 Automao e Controle Discreto

Estados do Sistema de Comando

a) Desenergizado: em que no h existncia fsica em relao ao mecanismo controlado.

b) Energizado e inoperante: o sistema de comando existe, mas no est receptivo a nenhuma informao vinda do mecanismo controlado. No ocorrem evolues.

c) Energizado e operante: pelo menos uma etapa est ativa.

a) b) Figura 4.17 - Passagem ao estado energizado operante. a) por

ao externa de comando, b) por ordem de outro Grafcet.

a) b) c) d)

Figura 4.18 - Evoluo entre situaes: a) Transio T3 no vlida, pois a etapa E4 est inativa (situao desconhecida), b) Transio T3 vlida, mas ainda no ocorreu, pois a receptividade X ainda zero, c) Instante em que ocorre T3, uma vez que a receptividade X tornou-se verdadeira, d) Transio T3 novamente no vlida (situao em E5).

Figura 4.19 - Anlise temporal de exemplo de seqencializao

modelada por um Grafcet.

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4.3.3 ESTRUTURA SEQENCIAL

Figura 4.20 - Seqncia linear.

a) b) c)

Figura 4.21 - Erros de sintaxe: a) Falta transio, b) e c) Transies subseqentes.

Exemplo de Estrutura com Seqncia Linear

Um equipamento para estampar peas plsticas formado por um dispositivo de carregamento de peas (por gravidade), um cilindro 1 (alimentador), um cilindro 2 (estampador) e um cilindro 3 (extrator). Todos os trs cilindros so de ao simples com retorno por mola, e tm seu avano comandado pelas eletrovlvulas EV1, EV2 e EV3 respectivamente. A mxima excurso de cada cilindro monitorada pela atuao dos sensores S1, S2 e S3 do tipo reed-switch. A expulso da pea realizada por um sopro de ar comprimido, obtido a partir do acionamento da eletrovlvula EV4, e efetivamente monitorada pela atuao do fotossensor (FS).

O funcionamento prev como condio inicial que os cilindros no estejam avanados, ou seja, essa condio traduz que todas as eletrovlvulas estejam desligadas.

Assim, com a chave de partida (PTD) acionada e estando a mquina na condio inicial, deve-se iniciar a operao. A seqncia consiste em, primeiramente, colocar uma pea no molde, recuar o mbolo do cilindro alimentador, prensar o estampo sobre a pea (deve-se aguardar um tempo de dois segundos com a pea sendo prensada), atuar o extrator e o bico de ar para retirada da pea pronta.

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Figura 4.22 - Mquina para estampar peas.

Figura 4.23 - Grafcet para mquina de estampar.

Figura 4.24 - Estruturas de seleo de seqncias.

Figura 4.25 - Recomendao para grafismo de seleo sem ambigidades.

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Exemplo de Estrutura com Seleo de Seqncia

Figura 4.26 - Mquina dispensadora de bebidas quentes.

Trata-se de uma mquina dispensadora de bebidas quentes que pode fornecer as seguintes opes ao usurio: B1 - caf puro, B2 - caf com leite e B3 - chocolate quente, escolhida por uma chave seletora (B) de trs posies.

O sistema dotado de cinco reservatrios: R1 - caf solvel, R2 - leite em p, R3 - chocolate, R4 - acar e R5 - gua quente. A dosagem de cada produto no copo descartvel feita pela abertura temporizada de vlvulas VR1, VR2, VR3, VR4 e VR5 respectivamente. H tambm um dispositivo eletromecnico (AC) para alimentao de copo descartvel, o qual posiciona corretamente apenas um copo a cada vez que for atuado.

O sistema prev ainda trs nveis de liberao de acar: A1 - amargo, A2 - doce, A3 - extradoce, ajustado por uma chave seletora (A) de trs posies.

Como condio inicial de funcionamento, um copo deve ser posicionado corretamente, o qual monitorado pelo sensor SC. Como condio de finalizao, o copo cheio deve ser retirado.

Assim, com a condio inicial satisfeita, um nvel de acar e um tipo de bebida pr-selecionados, com o pressionar da botoeira de partida inicia-se o processo de preparo pela abertura temporizada das eletrovlvulas.

Primeiro ocorre a liberao de acar com os tempos de abertura de VR4 por 4 segundos para doce, 6 segundos para extradoce e sem liberao para amargo. Aps o que, inicia-se ento o preparo de uma das seguintes receitas (cada uma com as dosagens na ordem exata em que so apresentadas):

Caf puro: 3 segundos de caf e 5 segundos de gua quente. Caf com leite: 2 seg. de caf, 3 seg. de leite e 7 seg. de gua quente. Chocolate: 2 seg. de leite, 3 seg. de chocolate e 6 seg. de gua quente.

8 Automao e Controle Discreto

Figura 4.27 - Grafcet para mquina dispensadora de bebidas quentes.

Figura 4.28 - Saltos: a) de seqncia, b) de etapa e c) de retrocesso ou com repetio.

Exemplo de Estrutura com Repetio de Seqncia

Figura 4.29 - Sistema para carregar vages.

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Um sistema para carregamento de vages composto pelos seguintes elementos: uma esteira acionada pelo motor M, uma eletrovlvula Y1 para permitir sada de produtos do silo, um sensor S3 para detectar a presena de um vago, um sensor balana B1 para indicar que o vago est cheio e uma trava de vago Y2, cujo destravamento feito por eletrom.

A partir de um comando de partida (PTD), o sistema estar pronto para funcionar. Com a chegada do primeiro vago (indicado por S3), acionado o motor da esteira, sendo que s ser desligado aps o ltimo vago ser carregado. A identificao do ltimo vago feita por uma superviso de tempo (15s) contado aps a sada do vago previamente carregado.

Com o correto posicionamento do vago e no estando cheio, tem incio o seu enchimento dado pela abertura de Y1. O travamento dos vages na posio correta feito por um atuador mecnico pela fora de uma mola, e o seu destravamento exige a atuao eltrica do eletrom Y2.

Aps o enchimento do vago, fecha-se a eletrovlvula e aguardam-se 7 segundos para o esvaziamento da esteira. A partir deste instante, o vago destravado.

Figura 4.30 - Grafcet para o sistema de carregamento de vages.

Figura 4.31 - Estruturas de um paralelismo.

Figura 4.32 - Recomendao para grafismo de paralelismo sem ambigidades.

10 Automao e Controle Discreto

Exemplo de Estrutura com Paralelismo

Uma mesa circular utilizada para alimentar trs estaes de trabalho que realizam as seguintes operaes:

Estao 1: Carrega a pea na mesa circular.

Estao 2: Prende a pea e efetua a furao.

Estao 3: Inspeciona o furo por meio de um sensor de profundidade e elimina a pea.

Os sensores e atuadores utilizados no sistema so os seguintes:

A,B,C,D,E : atuadores (cilindros) pneumticos de dupla ao;

a+, b+,.., e+: eletrovlvulas que iro comandar o avano de A, B, C,D e E;

a-, b-,..., e-: eletrovlvulas que iro comandar o recuo de A, B, C, D e E;

F, f+: atuador F de simples ao e eletrovlvula de avano;

fca-,..,fce-: chaves fim-de-curso que indicam posio recuada dos atuadores;

fca+,...,fcf+:chaves fim-de-curso de mxima excurso nos atuadores;

PP1: sensor de presena de pea na entrada da mesa;

PP2: sensor de presena de pea na estao de furao;

PP3: sensor de presena de pea na estao de inspeo;

PP4: sensor de pea no pallet da mesa.

Figura 4.33 - Mquina de furao.

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A mesa circular sucessivamente rotacionada em 120 pelo atuador F, o que vai garantir o correto posicionamento da mesa aps cada rotao.

O motor da furadeira acionado por um sistema mecnico que vai lig-lo quando a furadeira descer, e deslig-lo quando ela subir.

A verificao do furo realizada pela descida do acionador D que dever atingir o fim-de-curso fcd+ em um tempo no superior a cinco segundos, o que indicar que a furao foi realizada corretamente. Caso esta condio no ocorra, a mquina dever parar a fim de que o operador retire a pea defeituosa e, manualmente, d o comando de rearme (botoeira R).

As operaes so realizadas aps o comando de ordem de partida dado pelo operador (chave P) com as seguintes condies iniciais satisfeitas:

Condio inicial 1: os atuadores A, B, C, D e E devem estar recuados; Condio inicial 2: deve existir pea em pelo menos uma das estaes de trabalho.

Figura 4.34 - Grafcet para mquina de furao.