Centro Federal de Educação Tecnológica do ES CEFET-ES Unidade Descentralizada da Serra - Eletro Hidro Pneumática - Prof. Fabricio Bertholi Dias

Transcrição

1 1. Método Sistemático O caminho mais simples para a construção de qualquer comando e de forma segura, consiste em desconectar o sinal quando este não é mais necessário, o que significa a anulação após cada passo ou operação. Por exemplo, quando se trata de realizar anulações, pode-se representar da seguinte forma: e 1, e 2, e 3, e 4 representam os sinais de entrada. S 1, S 2, S 3, S 4 representam os sinais de saídas. Esta unidade deve solucionar problemas de sinais permanentes (sobreposição de sinais) e deve realizar as exigências determinadas. O número de sinais de entrada é igual ao número de sinais de saída. Para cada sinal de entrada existe um sinal de saída. Os sinais de saída são memorizados, quer dizer, devem permanecer mesmo que tenha desaparecido o sinal de entrada correspondente. Somente pode estar presente um único sinal de saída e deve existir a possibilidade de desconectar estes sinais de saída de forma controlada. Os sinais de entrada devem ter efeito, somente seguindo uma ordem préestabelecida: Existindo uma unidade como a descrita anteriormente, pode-se realizar circuitos seqüenciais sem problema. Sistemas pneumáticos que cumprem estas características são possíveis, e temos dois métodos mais difundidos: Método Cascata e o Método Passo a Passo. Vejamos o método Cascata. 1

2 2. Método Cascata A figura abaixo mostra uma ligação de válvula de 5/2 vias, que satisfaz as exigências relativas a anulação dos sinais. A denominação Cascata representa a conexão de válvulas em forma escalonada (em série). Esta montagem garante alimentação de ar em uma só saída. As demais estão desconectadas para escape. O Método baseia-se no emprego de válvulas direcionais 5/2 com acionamento por duplo piloto os quais atuam como válvulas inversoras e estão interligadas de forma que apenas a válvula que fornece sinal à ação a ser implementada esteja alimentada de ar comprimido. Deste modo elimina-se a utilização de roletes escamoteáveis e obtém-se maior garantia quanto a ocorrência da seqüência desejada. Outra característica é a correspondência unívoca entre os sinais das entradas e e as saídas S, na sucessão 1...n no desenvolvimento do comando. 2

3 Com esta sistemática pode-se obter uma anulação de sinais de uma forma relativamente simples em um comando. Convém aqui mencionar um detalhe: que um sinal de duração prolongada não pode prejudicar o sistema. Para evitá-lo é necessário submeter os sinais de entrada a realização do passo anterior. O sinal e n somente será ativo quando existir sinal de saída em S n-1. Esta segurança (proteção) se consegue usando a válvula de simultaneidade (elemento E ) recebendo sinal de ambos os lados e n e S n-1. Tipo de Cascata de válvula de simultaneidade: Em princípio, este tipo de montagem em cascata pode ser utilizado para qualquer número de saídas. O esquema de ligação é sempre o mesmo: Todas as válvulas da cascata são ligadas em série; a primeira válvula da série alimenta duas linhas auxiliares de sinais de saída; todas as demais válvulas alimentam somente uma linha auxiliar de sinais de saída. Somente a última válvula da série é alimentada com ar comprimido. 3

4 Nesse ponto, pode-se dizer de uma limitação do esquema. Essa limitação é conseqüência da alimentação de energia que é realizada através de uma única válvula. O ar que passa por todas as válvulas antes de iniciar o processo de comando, pode sofrer uma excessiva queda de pressão que chega a ser considerável e, portanto, prejudicial quando se necessita de rapidez em determinados momentos do processo. A queda de pressão é maior a medida que se aumenta o número de válvulas no comando, e em conseqüência, se obtém um funcionamento mais lento. Recomenda-se, assim, não executar uma cascata com mais de quatro memórias (5linhas). 3. Divisão em Grupos O Método Cascata consiste em subdividir o comando em setores, os quais serão comandados um de cada vez, evitando possíveis sobreposições de sinais pneumáticos que podem ocorrer, principalmente, quando a seqüência de movimentos dos cilindros é indireta. A regra para identificar se uma seqüência é direta ou indireta é muito simples. Primeiramente deve-se escrever, de forma abreviada, a seqüência de movimentos. A + B + A B A + A B + B A + B + B A A + C + B A C B + Em seguida, passa-se um traço vertical, dividindo a seqüência exatamente ao meio. A + B + A B A + A B + B A + B + B A A + C + B A C B + Se os dois lados do traço forem iguais, isto é, tiverem as mesmas letras e na mesma ordem, trata-se de uma seqüência direta cujo circuito de comando pode 4

5 ser construído facilmente pelo método intuitivo, sem problemas de sobreposições de sinais. A + B + A B A B = A B Seqüência Direta A + C + B A C B + ACB = ACB Seqüência Direta Se os dois lados do traço tiverem letras diferentes ou em outra ordem, tratase de uma seqüência indireta que apresentará sobreposições de sinais de comando em um ou mais passos de movimento, exigindo que a construção do circuito seja efetuado por outro método como, por exemplo, o método cascata. A + A B + B AA BB - Seqüência Indireta A + B + B A AB BA - Seqüência Indireta Outra situação que caracteriza uma seqüência indireta é quando uma letra aparece mais do que uma vez num dos lados do traço, o que indica, geralmente, que um cilindro executa dois ou mais movimentos de avanço e retorno em um único ciclo de comando. A + B + B A B + B A + B + A A + B A Para dividir uma seqüência indireta em setores deve-se, primeiramente, escrever novamente a seqüência de forma abreviada. Em seguida deve-se ler a seqüência, da esquerda para a direita, cortando-a com um traço vertical toda vez que uma letra for se repetir, não importando, no momento, os sinais de (+) ou (-). Finalmente, o número de subdivisões provocadas pelos traços verticais é igual ao número de setores que a cascata deve possuir. Exemplo 1: 5

6 Embora os traços tenham fracionado a seqüência em três partes, a letra contida na terceira divisão não está contida na primeira. Neste caso, com o intuito de se economizar válvulas, pode-se considerar o retorno de B como parte integrante da primeira divisão. Assim, para a construção do comando pelo método cascata serão necessários dois setores secundários de alimentação do circuito. Exemplo 2: Nesta seqüência, os traços determinam quatro subdivisões que definem quatro setores secundários de alimentação pneumática no circuito de comando. Ao contrário do primeiro exemplo, onde a última divisão foi considerada como parte integrante da primeira porque as letras não repetiam, nesta seqüência não se pode utilizar a mesma estratégia porque a letra B, que aparece na última divisão, também está presente na primeira. Exemplo 3: Neste outro exemplo ocorre o mesmo. Embora a seqüência de movimentos seja diferente da anterior, os traços determinam o mesmo número de subdivisões, ou seja, serão necessários quatro setores secundários de alimentação pneumática para o circuito de comando. Dessa forma deve-se considerar a regra na qual, em cada subdivisão, uma letra deve estar presente uma única vez, o que faz com que estas seqüências tenham, obrigatoriamente, quatro subdivisões. O número de válvulas inversoras que deverão controlar a cascata, alimentando um setor de cada vez, é igual ao número de setores menos um, isto é, se na divisão da seqüência forem encontrados quatro setores, serão utilizadas três válvulas 5/2 para controlar esses setores. 6

7 Tomemos agora como exemplo, a seguinte seqüência de movimentos para dois cilindros: A + B + B -A - Resolvendo esta seqüência de movimentos pelo método intuitivo com a utilização de roletes simples (Ilustração 1), nos deparamos com o problema da sobreposição de sinais na válvula 5/2 vias responsável pelo comando do cilindro 1. Isto se deve ao fato de que as duas condições de pilotagem desta válvula são verdadeiras (Início de curso dos cilindros 1 e 2). Estas condições trazem como conseqüência principal o travamento do cilindro 1 em sua condição inicial, impedindo o início da seqüência. Ilustração 1. Solução pelo método intuitivo com rolete simples 7

8 O desligamento dos sinais de comando das válvulas direcionais pode ainda sim, ser realizado pelo método intuitivo, através de válvulas de fim de curso com roletes escamoteáveis (Ilustração 2), que tem como inconveniente a necessidade de ajuste de posicionamento para funcionamento correto da seqüência. Ilustração 2. Solução pelo Método Intuitivo com rolete escamoteável. Conforme a Ilustração 3, a solução que oferece maior garantia quanto a ocorrência da seqüência desejada é realizada pelo método cascata, eliminando-se a utilização destes roletes escamoteáveis. 8

9 Ilustração 3. Solução pelo Método Cascata 4. Procedimento na composição de esquemas Segundo o Método Cascata 4.1. Estabelecimento da seqüência de movimentos no diagrama de movimento e do modo abreviado de escrever. 9

10 4.2. Divisões em grupos: A fim de obter um número mínimo de válvulas de inversão, efetua-se uma divisão em grupos. Para isso deve-se assegurar que cada cilindro execute o seu movimento uma vez em cada grupo. A quantidade de memórias é igual ao número de grupos (linhas auxiliares) menos Desenhar os elementos de trabalho e as válvulas de comando correspondentes Designação dos elementos: Aqui se recomenda designar os diferentes elementos mediante letras. 1. A, B, C, etc., para os elementos de trabalho; 2. O símbolo + significa Avançado 3. O símbolo - significa Retorno 4.5. Criar tantas linhas de pressão auxiliares quantos forem os grupos. As linhas serão pontos para os acionamentos das válvulas direcionais de comando dos atuadores. Neste exemplo de seqüência A+ B+ B- A-, temos dois grupos, portanto duas linhas de pressão auxiliares. 10

11 4.6. Desenhar as válvulas Memórias (Inversoras) e válvulas de simultaneidade fazendo corresponder as entradas e saídas. O número de válvulas necessárias resulta do número de grupos (ver divisão em grupos) menos 1. 11

12 4.7. Fazer a interligação das linhas de pilotagem das válvulas de comando com as linhas de pressão auxiliares. Os primeiros movimentos de cada grupo devem executar seus movimentos tão logo ocorra a inversão entre linhas auxiliares de pressão, isto é alimentação da linha. No exemplo de seqüência A+ B+ B- A-, os movimentos no início de cada grupo são: Avanço de A: A+ (1º grupo) e Recuo de B: B (2º grupo) 4.8. Desenhar os demais elementos de sinais de acordo com os movimento (diagrama trajeto-passo) e suas interligações (incluir temporizadores, válvulas E/OU, fins de curso), alimentado-os sempre às linhas de pressão. Da leitura da Seqüência de exemplo A+B+ B- A sabemos que: Existem 2 válvulas de fim de curso com rolete (A+ e B+) no primeiro grupo, portanto alimentadas pela primeira linha de pressão. 12

13 Existem 2 válvulas de início de curso com rolete (B- e A-) no segundo grupo, portanto alimentadas pela segunda linha de pressão Para ocorrer a inversão de alimentação das linhas de pressão é necessário pilotar a válvula auxiliar 5/2 vias, através da válvula de simultaneidade (E) e válvulas acionadas por roletes. No exemplo dado (A+B+ B- A ), a 1ª inversão de grupo ocorre quando o movimento de B alcança seu fim de curso (B+) (repare que após B+ já inicia-se o 2º grupo!!). A 2ª inversão ocorre quando o movimento de A alcança seu início de curso (A-) Descartando-se a válvula de fim de curso com rolete B+(utilizada no elemento E), resta-se apenas a válvula fim de curso com rolete A+ alimentada no primeiro grupo. Da leitura da seqüência (A+ B+ B- A- 13

14 ), observa-se que o elemento A avançado (A+) comanda o início do avanço do elemento B (B+) Descartando-se a válvula de fim de curso com rolete A- (utilizada no elemento E), resta-se apenas a válvula início de curso com rolete B- alimentada no segundo grupo. Da leitura da seqüência (A+ B+ B- A- ), observa-se que o elemento B recuado (B-) comanda o início do recuo do elemento A (A-) Por fim, modifica-se o circuito pela inserção de válvulas para condições adicionais (ações de emergência, condições de ciclo único/contínuo) 14

15 Exercícios Resolvidos: 1. Seqüência A+ B+ B- A- C+ C- 15

16 2. Seqüência A+B+B-C+C-A- 16