Método da Cadeia Estacionária - Aplicação para Controladores Lógicos e FluidSim

Método da Cadeia Estacionária - Aplicação para Controladores Lógicos e FluidSim

(Parte 5 de 6)

Botão de Partida Provisório

Fins de curso de 2 movimentos (A+ C+)

Neste quarto passo, onde temos o movimento A- (recuo do cilindro A), então, o contato de fim de curso a ser atingido é o S1, de modo que S1 deverá ser assinalado de modo a dar a partida na 5ª linha da cadeia.

E assim, sucessivamente, até completarmos toda a cadeia, contemplando toda a sequência definida, teremos como resultado a nomeação de todos os contados de partida de cada linha de comando da cadeia:

Este comando é perfeitamente factível para implementação em um software de simulação como o FluidSim e também para um Controlador Programável qualquer. Todavia, é bom lembrarmos que, caso intencionemos implementá-la com componentes físicos discretos, deveremos providenciar alguns relés auxiliares extra para proceder a multiplicação de contatos dos sensores de fim de curso dos cilindros atuadores pois, a tecnologia utilizada, seja de relés reed, de chaves de fim de curso mecânicas ou mesmo mesmo dos modernos sensores de campo magnético, usualmente, oferecem apenas um único contato para comutação e, como podemos perceber, alguns contatos, como é o caso do S3 e do S4, se repetem, ao menos duas vezes no diagrama.

No caso dos relés reed ou do sensores de campo magnético (baseados em relé reed ou em relé de estado sólido), montam-se imãs permanentes sobre o anel do pistão do cilindro pneumático, sendo o sensor ativado através da parede do cilindro, de material não ferroso. A aproximação do pistão em relação ao sensor causa a comutação do sinal de saída do sensor.

O que importa, de fato, é que, a implementação da cadeia estacionária, é, sem sombra de dúvidas, muito mais rápida do que qualquer forma intuitiva de implementação. Agora que já temos o comando da cadeia estacionária pronta, vamos, enfim, nos ater às questões dos ligamentos e desligamentos dos solenoides de válvulas, e obter o que chamaremos de “diagrama principal”.

Sensor Magnético

Êmbolo Magnético

Elaborando o Diagrama Principal:

Os solenoides de válvulas, que na sua totalidade, são quatro: dois válvula do cilindro

A (Y1 e Y2), um na válvula do cilindro B (Y3) e um na válvula do cilindro C (Y4). Comecemos dispondo as quatro bobinas relativas a esses quatro solenoides no diagrama:

Em seguida, dispomos, um a um, passo a passo, os contatos relativos aos relés auxiliares, segundo a ordem da sequência. Começamos com o primeiro passo, onde K1 deve ligar Y1 (para realizar A+) e Y4 (para realizar C+), concomitantemente:

Prosseguimos agora, olhando para o segundo passo, onde K2 deve desligar Y4, para realizar C-.

Note que, no cilindro C o retorno é por mola e na válvula associada a ele também, dai não é necessário ligar nada, apenas desligar Y4. Note ainda que, para ligar um solenoide usamos um contato do tipo N.A. enquanto que, para desligarmos, usamos um contato do tipo N.F.:

Prosseguindo, no terceiro passo onde K3 deve ligar Y3, para realizar B+:

No quarto passo, onde K4 deve desligar Y1 e também ligar Y2 (pois a válvula é duplo solenoide) para realizar A-:

No quinto passo, onde K5 deve desligar Y3, para realizar B-:

No sexto passo, onde K6 deve ligar novamente Y3, para realizar B+:

E, finalmente, no sétimo passo onde K7 deve desligar mais uma vez, Y3, para realizar B-:

O ligamento do último relé auxiliar da cadeia, o relé K8, não provoca movimento algum, pois a sequência terminou. Este último passo, denominado FIM, serve, exclusivamente, para produzir o “desmonte” de toda a cadeia, derrubando todos os relés auxiliares, num “efeito dominó”, do primeiro até o ultimo (que é ele próprio), a fim de deixar a cadeia estacionária pronta para iniciar um novo ciclo operacional.

Repare que, até aqui, obtivemos dois diagramas elétricos, o diagrama da cadeia em si, que denominaremos “Diagrama de Comando Parte 1 – Cadeia Estacionária” e o diagrama dos acionamentos de solenoides de válvulas, o qual denominaremos “Diagrama Principal – Acionamento dos Solenoides de Válvulas”.

Nesta altura da elaboração da implementação, já nos é possível “rodar” a simulação do programa FluidSim, a fim de se verificarmos a funcionalidade da automação implementada até aqui. Para isso é necessário apenas que se complete a tela de edição de diagrama (onde já se encontram os esses dois diagramas elétricos) com o diagrama eletropneumático (aquele que foi apresentado anteriormente, na pag. 18). O diagrama completo (até aqui) tem então, o seguinte aspecto:

Após rodada a simulação e verificada a funcionalidade da implementação obtida, e tendo observado que a sequência se realiza corretamente, porém apenas uma única vez e finaliza, podemos agora partir para complementar a implementação com as duas partes que ainda nos faltam:

O comando bimanual; O contador de (5) ciclos executados.

Sobre o comando bimanual, a primeira coisa a ser pensada é sobre a nulidade do pressionamento de um dos botões após 3s, caso o outro botão não seja também pressionado, a tempo. Isso remete ao uso de relé temporizador. Precisaremos, na verdade, de dois relés temporizadores, um para supervisionar tempo para cada botão do dispositivo bimanual.

O FluidSim é dotado dos dois tipos básicos de relés temporizadores:

Temporizador com Retardo na Desativação; Temporizador com Retardo na Ativação.

A princípio, qualquer um deles nos servirá, no entanto, temos que escolher, então comecemos com o relé temporizador com retardo na desativação (que é, costumeiramente, o menos utilizado), creio que por ser de mais difícil entendimento:

O relé temporizador com retardo na ATIVAÇÃO, realiza a ATIVAÇÂO da sua saída, após decorrido um ∆t, que se inicia com a ATIVAÇÃO da sua entrada;

O relé temporizador com retardo na DESATIVAÇÃO, realiza a DESATIVAÇÂO da sua saída, após decorrido um ∆t, que se inicia com a DESATIVAÇÃO da sua entrada; (ou seja, a lógica é invertida tanto na saída quanto na entrada).

Já com vistas ao comando bimanual, o diagrama ao lado apresenta uma aplicação com dois botões, B1 e B2, e dois relés temporizadores de retardo na desativação K9, K10, e ainda um relé auxiliar, K11. A condição de repouso das entradas dos relés temporizadores é ATIVADAS, o que é garantido pelos contatos N.F. dos 2 botões, B1 e B2. Já, a condição de repouso das saídas de tais temporizadores, é, também, ATIVADAS, de modo que os dois contatos N.A. (um associado ao relé K9 e o outro associado ao relé K10), que se encontram em série com a bobina no relé auxiliar K11, estarão fechados, quando em repouso. Assim, a condição inicial da bobina do relé K11 é energizada.

Se pressionarmos o botão B1, o contato N.F. de B1 abre e K9 dá início a contagem de tempo (no caso, 3s). Se mantivermos o botão B1 pressionado por um tempo maior que 3s, após decorrido tal tempo, o temporizador K9 desativa a sua saída e o contato N.A. associado a K9, que estava fechado, se abre, derrubando o relê K11. Ao soltarmos o botão B1, tudo volta ao estado inicial (repouso);

Se pressionarmos o botão B2, o contato N.F. de B2 abre e K10 dá início a contagem de tempo (também 3s). Se mantivermos o botão B2 pressionado por um tempo maior que 3s, após decorrido tal tempo, temporizador K10 desativa a sua saída e o contato N.A. associado a K10, que estava fechado, se abre, derrubando (também) o relê K11. Ao soltarmos o botão B2, tudo volta ao estado inicial (repouso);

Conclusão: o relê K11 só será derrubado, se qualquer um dos dois botões, B1 ou B2, for pressionado, por um tempo maior que 3s.

Agora façamos uma incrementação do circuito, de modo que ele fique assim, como apresentada a seguir:

Analisando a linha de comando da bobina do relé auxiliar K11, na condição de repouso, apesar de os contatos N.A. de K9 e de K10, já se encontrarem previamente fechados, agora o relé auxiliar K11 inicia denergizado, o que é garantido pela associação série de dois contatos N.A., um associado ao botão B1 e outro associado ao botão B2. Se pressionarmos apenas um dos dois botões, seja B1 ou B2, nada mais ocorrerá a não ser o disparo do respectivo temporizador, que retorna ao repouso assim que tal botão é solto.

A única chance de ligarmos o rele K11 é, mesmo, pressionando os dois botões. Se pressionarmos simultaneamente ambos os botões B1 e B2, seus contatos N.A. também fecharão e, com isso, a bobina do relé K11 é imediatamente energizada. Como existe um contato de selo de K11, mesmo se mantivermos os botões pressionados, por mais de 3s (o que faz abrir os contatos N.A. de K9 e de K10), o relé K11 permanecerá com sua bobina energizada, via o contato de selo K11. Todavia, para que a energização da bobina de K11 ocorra, ambos os botões precisam ser pressionados, seja simultaneamente, ou seja com um retardo no pressionamento de um botão para o outro, desde que tal retardo seja menor que 3s. É exatamente isso que se espera do COMANDO BIMANUAL especificado no exercício, no princípio.

Um detalhe importante sobre o comando bimanual, é com respeito a execução da simulação no FluidSim. A condição do acionamento manual de um comando bimanual, não é possível de testar, a contento, no simulador do FluidSim, no modo de execução contínua, pois só existe um ponteiro de mouse que pode fazer o papel de apenas uma das mãos de um virtual operador, não sendo possível simular duas mãos. Para contornar tal problema, porém, um macete pode ser realizado:

Usar botões B1 e B2 do tipo retentivos (ou seja B1 e

B2 serão botões com trava) apenas para efeito de teste de simulação, quando de fato, na versão final da implementação, eles deverão ser ambos, botões do tipo acionamento de ação momentânea. Assim, na solução final os atuais botões B1 e B2, usados no teste, deverão ser eliminados (bypass) e os botões que se encontram logo acima no diagrama e que estão, a princípio, sem uma legenda de nome (etiqueta), deverão ser renomeados para B1 e B2, respectivamente.

NOTA:Um dispositivo de comando bimanual é um dispositivo de segurança (componente de segurança). Ele fornece uma medida de proteção ao operador contra o alcance de zonas perigosas durante situações de perigo, pela localização dos dispositivos

Botões B1 e B2 apenas p/ teste de atuação de comando em uma posição específica. Para máquinas portáteis deve ser levado em consideração que a zona de perigo não é estacionária.

Sugiro que consulte a Norma NBR 14152:1998, que especifica os requisitos de segurança para um dispositivo de comando bimanual (real) e sua unidade lógica.

Prosseguindo, agora, podemos fazer a remoção do “botão de partida provisório”, que havíamos colocado na primeira linha de comando da cadeia estacionária e substituí-lo por um contato associado ao relé K11, que é o rele que supervisiona a lógica do dispositivo bimanual, de modo que este possa comandar a partida da cadeia:

Já com as questões que envolvem o comando bimanual resolvidas, resta-nos, resolver a questão do contador de eventos (o contador de (5) ciclos executados).

O FluidSim dispõem de um relé contador, que opera em similaridade aos reais existentes. Comecemos avaliando a seguinte implementação:

O contato N.A. de K8, refere-se, em associação, ao último relé que utilizamos na nossa cadeia estacionária. Esse contato, portanto, fechará apenas por um átimo de tempo bastante curto, mas o suficiente para nos gerar um pulso, cada vez que a cadeia estacionária atingir o se FIM. Este é o pulso que será contado, por ser aplicado a entrada A1 do relé contador.

Dispositivo Bimanual Comanda a Partida da Cadeia

Assim como os relés contadores reais, o relé contador contador do FluidSim precisa ser, previamente, posicionado (preset) a um certo valor, que será o valor inicial para uma contagem regressiva até zero.

(Parte 5 de 6)

Comentários