Hidráulica e Pneumática - Técnicas de Comando na automação

Hidráulica e Pneumática - Técnicas de Comando na automação

Técnicas de comando na Automação

  • Universidade Católica de Goiás

  • Engenharia Elétrica

  • Disciplina: Automação

Introdução

  • A importância das técnicas de comando

  • Linguagem uniforme

  • Definição e denominações da regulagem e comando

  • Fundamentos são válidos para todos os campos (independem da energia ou equipamento)

Definições para “Comando” provenientes de literatura técnica

  • Definição 1

    • “Dispositivos que servem para acionar grandes energias utilizando outras menores”

Definições para “Comando” provenientes de literatura técnica

  • Definição 2

  • “Conjunto de elementos, com os quais é modificada automaticamente a potência de uma máquina ou seu funcionamento”

Definições para “Comando” provenientes de literatura técnica

  • Definição 3

  • “Elementos que transmitem a energia ou movimento, com o fim de registrar a variação do estado de funcionamento ou acionar outro elemento”

Definições para “Comando” provenientes de literatura técnica

  • Definição 4

  • “Influência de seqüência que não podem ser acionada diretamente por intervenção humana”

Definição para “Comando” conforme Norma DIN 19226

  • “Comandar e controlar, é o fenômeno gerado no interior de um sistema, durante o qual um ou vários parâmetros considerados como entrada, atuam segundo leis próprias do sistema, outros parâmetros considerados saída”

Definição para “Comando” (conforme Norma DIN 19226)

Exemplo de técnica de comando,

  • Malha aberta

Técnica de comando sem regulagem Malha aberta

Definição de “Regulagem” (conforme Norma DIN 19226)

  • “Fenômeno mediante o qual o parâmetro de saída se toma constantemente em consideração e comparado a outro de referência, antes

Exemplo de técnica com regulagem

  • – Malha fechada

Exemplo de técnica com regulagem

  • Malha Fechada

Cadeia de comando

  • Sensores, botoeiras, fim de curso de came ou rolete, barreiras pneumáticas ou fotoelétricas, pedais

  • Motores, cilindros, atuadores

  • Válvulas, contatores de potência

  • Válvulas, relés, CLP, contatores.

Sinais

  • “Informações que representam valores ou variações de uma característica física”

  • Tipos

    • Sinal analógico
    • Sinal Discreto
    • Sinal Digital
    • Sinal Binário

Sinal analógico

  • Representa ponto por ponto, diferentes informações, dentro de uma faixa contínua.

Sinal discreto

  • Parâmetro de informação que admite uma quantidade finita de valores, sem relação entre os mesmos.

Sinal digital

  • Valores de parâmetros de informação definidos e múltiplos de um número inteiro da unidade base E

Sinal Binário

  • Possui apenas dois parâmetros

    • Aberto ou Fechado
    • 0 ou 1
    • Sim ou não
    • Ligado ou Desligado
    • Faixa de valores

Sinal binário

  • Técnica de regulagem ►sinal analógico

  • Técnica de comando ►sinal digital

  • Faixa de valores é necessário atribuir forma inequívoca: faixa de segurança para evitar interferências

Tipos de comandos conforme tipo de informações(conforme DIN 19237)

Tipos de comandos segundo tratamento de sinais (conforme DIN 19237)

Comando Síncrono

  • O processamento de sinais realiza-se em sincronismo com um sinal do ciclo

Comando Assíncrono

  • Trabalha sem sinal de ciclo. As modificações do sinal são produzidas apenas pela alterações dos sinais de entrada

Comando combinatório

  • Associa as condições dos sinais de entrada e certas condições de saída (interligações tipo Boole)

Comando seqüência programada

  • Desenvolvimento forçado por passo em função das condições de comutação.

    • Saltos, loops e ramificações

Comando seqüencial em função do tempo

  • Desenvolvimento de comutação depende somente do tempo

    • Temporizadores, esteiras com velocidades invariáveis

Comando seqüencial em função do processo

  • Desenvolvimento cujas condições de comutação dependem somente dos sinais de instalação (movimento da instalação comandada)

    • Fim de curso de cilindros, posição de transportadores

Formas de energia Disponíveis

  • Possibilidade de conversão de sinais de uma forma de energia em outra

  • Escolha ideal

    • Ponto de vista técnico
    • Ponto de vista econômico
  • Dificuldade na prática

    • Meio ambiente
    • Pessoal de manutenção disponível
    • Local de montagem
    • Especialização dos técnicos
  • A solução ideal pressupõe conhecimentos de toas as alternativas

Formas de energia para as partes de trabalho

  • Eletricidade

  • Hidráulica

  • Pneumática

Formas de energia para as partes de trabalho

  • Eletricidade

  • Hidráulica

  • Pneumática

Formas de energia para as partes de trabalho

  • Eletricidade

  • Hidráulica

  • Pneumática

Critérios para escolha

  • Força

  • Trajetória

  • Tipo de movimento (retilíneo, rotativo,etc)

  • Velocidade

  • Dimensões construtivas

  • Durabilidade e sensibilidade

  • Segurança de funcionamento

  • Custo de energia

  • Capacidade de regulagem

  • Facilidade de manejo

  • Armazenamento

Comparação dos meios de trabalho

  • Forças lineares

    • P: Força limitada pelo uso de baixas pressões (35 000 40 000N)
    • H: Grandes forças com a utilização de pressões elevadas
    • E: Baixo rendimento e força, não permite sobrecarga, grande consumo em marcha em vazio.

Comparação dos meios de trabalho

  • Torque:

    • P: Pequeno com possibilidade de travamento sem prejuízo de aumento de consumo
    • H: Muito Alto, travamento com alto consumo de energia.
    • E: Alto, mas mínimo quando parado e em certos casos sem possibilidade de travamento

Comparação dos meios de trabalho

  • Movimento Linear:

    • P: simples obtenção, alta v, alta a, controle com limitações
    • H: Simples obtenção, menores v e a, melhor controle
    • E: obtenção difícil, deve ser usado elementos mecânicos, no caso de pequenos cursos, eletro-imãs.

Comparação dos meios de trabalho

  • Movimento Rotativo ou Basculante:

    • P: Altas rotações, baixa potência (500.000 rpm), basculante caro, baixo rendimento, custo elevado de energia
    • H: Altos torques, bom controle, baixas rotações
    • E: larga faixa de potência, bom controle, rotações limitadas

Comparação dos meios de trabalho

  • Controle e Regulagem:

    • P: Força e velocidade reguláveis com facilidade
    • H: Maior precisão que a pneumática
    • E: Controle Preciso e sofisticado, custos elevados

Comparação dos meios de trabalho

  • Acúmulo e transporte de energia

    • P: Fácil acúmulo e transporte até 1000 m, baixo custo
    • H: Acúmulo limitado, tubulações até 1000m
    • E: Acúmulo difícil e caro para grande quantidade. Não tem problema a grandes distâncias.

Comparação dos meios de trabalho

  • Influência do meio ambiente

    • P: Suporta variação de temperatura, não há risco de explosão em ambientes inflamáveis
    • H: Sensível à temperatura, vazamento risco de fogo e contaminação por sujeira
    • E: Relativa sensibilidade a temperatura, risco de explosão em certos ambientes

Comparação dos meios de trabalho

  • Custo da energia (relativo)

    • P: Alto
    • H: Alto
    • E: Baixo

Comparação dos meios de trabalho

  • Manuseio

    • P: com rápidas instruções manuseia-se o equipamento sem grandes riscos
    • H: Necessários cuidados (alta pressão)
    • E: Risco Alto (choque)

Comparação dos meios de trabalho

  • Geral

    • P: elementos seguros contra sobre-cargas, ruídos desagradáveis sem silenciadores
    • H: elementos seguros contra sobre-cargas, muito ruído)
    • E: Elementos não seguros contra sobre-cargas. Custo elevado para obter segurança.

FORMAS DE ENERGIAS PARA ELEMENTOS DE COMANDO

  • Mecânica

  • Elétrica (eletrotécnica)

  • Eletrônica

  • Pneumática de pressão normal

  • Pneumática de baixa pressão

  • Hidráulica

Critérios para a escolha do sistema de comando

  • Confiabilidade dos elementos

  • Sensibilidade das influências ambientais

  • Facilidade de comutação

  • Velocidade na transmissão do sinal

  • Durabilidade

  • Dimensões

  • Formação do pessoal

  • Segurança de trabalho dos elementos

Comparação dos meios de comando

  • Velocidade de sinal

    • Eletricidade: muito alta. Velocidade da luz
    • eletrônica: muito alta. Velocidade da luz
    • Pneumática de pressão normal: aproximadamente 40-70 mls.
    • Pneumática de pressão baixa : normalmente 100-200 mls. Parcialmente velocidade do som.

Comparação dos meios de comando

  • Distância de comando

    • Eletricidade: praticamente ilimitada.
    • Eletrônica: praticamente ilimitada.
    • Pneumática de Pressão normal : limitada pela velocidade do sinal.
    • Pneumática de Pressão baixa : limitada pela velocidade do sinal.

Comparação dos meios de comando

  • Tempo de comutação

    • Eletricidade: > 10 ms
    • Eletrônica: << 1 ms .
    • Pneumática de Pressão normal : > 5 ms Pneumática de Pressão baixa : > 1 ms

Comparação dos meios de comando

  • Condições ambientais

    • Eletricidade: Sensível a influências do ambiente como poeira, umidade, etc
    • Eletrônica: Muito sensível a influências do ambiente como poeira, umidade, campos de interferênia
    • Pneumática: de pressão normal: Bastante insensível a influências do meio ambiente. Com ar de trabalho limpo, durabilidade bastante alta.
    • Pneumática de pressão baixa: Insensível a influências do ambiente Sensível ao ar poluído e sujo

Comparação dos meios de comando

  • Tipo de sinal

    • Eletricidade: Digital
    • Eletrônica: Digital e Analógica
    • Pneumática de pressão normal: Digital Pneumática de pressão baixa: Digital e Analógica

Comparação dos meios de comando

  • Emissores de sinal

    • Eletricidade: Contactores / relés
    • Eletrônica: válvulas / transistores
    • Pneumática de pressão normal: válvulas distribuidoras
    • Pneumática de pressão baixa: Elementos estáticos e dinâmicos

Fim...

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