Automação Industrial. Trabalho elaborado por:.. Orientado por:

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1 Automação Industrial Trabalho elaborado por:.. Orientado por:

2 Resumo Este trabalho implementa um sistema de passadeiras rolantes (Fig.1), automatizado do tipo industrial, utilizando um controlador programável com módulos analógicos de entrada e saída. O comando do arranque / paragem também pode ser feito através da consola de comando exterior. Para a detecção dos materiais são usados dois sensores, um sensor fotoeléctrico e um sensor de proximidade capacitivo. Fig1 Automação Industrial - 1 -

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4 Índice Resumo 1 Introdução 3 Objectivos 4 Assuntos pesquisados 4 Escolha do projecto 5 Desenvolvimento 5 Vantagens e desvantagens dos autómatos 5 Características de um autómato 7 Componentes da automação 9 Linguagens de programação 10 Tecnologias dos autómatos 14 Autómato SYSMAC C20K 15 Consola de programação 16 Instruções básicas de programação 20 Sensores 20 Sensor de proximidade 21 Sensor fotoeléctrico 22 Actuadores 23 Relé 23 Contactor 24 Motores eléctricos no seu geral 24 Motores de corrente continua 25 Descrição do trabalho 27 Conclusão 29 Anexos 29 Automação Industrial - 3 -

5 Introdução Este trabalho enquadra-se nas áreas de mecânica, automação, electricidade e electrónica, e tem como objectivo mostrar uma zona fabril automatizada. Como todos nos sabemos a automação hoje em dia tem um mercado mais competitivo, tem influencia directa e máxima importância em praticamente todos os processos industriais, sendo condição obrigatória para quem deseja produzir em grande escala com uni formalidade, qualidade e agilidade. Em um futuro bem mais próximo, quem não acompanhar um sistema de controlo automático de produção, será literalmente expulso do mercado e esmagado por concorrentes dispostos a acompanhar a evolução dos tempos. Automação industrial é o uso de qualquer dispositivo mecânico ou electrónico para controlar máquinas e processos. Entre os dispositivos electrónicos pode-se utilizar computadores ou outros dispositivos lógicos, substituindo algumas tarefas da mão-de-obra humana e realizando outras que o humano não consegue realizar. É um passo além da mecanização, onde operadores humanos são providos de maquinaria para auxiliá-los em seus trabalhos. A parte mais visível da automação, actualmente, está ligada à robótica, mas também é utilizada nas indústrias química, petroquímicas e farmacêuticas, com o uso de transmissores de pressão, vazão, temperatura e outras variáveis. A Automação Industrial visa, principalmente, a produtividade, qualidade e segurança em um processo. Em um sistema típico toda a informação dos sensores é concentrada em um controlador programável o qual de acordo com o programa em memória define o estado dos actuadores. A estrutura do projecto foi desenvolvida em casa, por falta de condições na escola. A parte de electrificação foi feita toda na escola, onde já oferece umas condições mais favoráveis. Com este projecto pretende-se, separar dois materiais. Na primeira passadeira estão colocados dois sensores (um sensor fotoeléctrico e um sensor de proximidade capacitivo), que fazem a selecção dos materiais, isto é, um material com uma determinada característica ira para a terceira passadeira, e outro material com uma característica diferente da do outro ira para a quarta passadeira. A segunda passadeira ira receber ordens dos sensores, dependendo dessas ordens a passadeira ira subir ou descer. Para fazer a paragem da segunda passadeira, (isto é subir ou descer), estão colocados dois fins de Automação Industrial - 4 -

6 curso, um na terceira passadeira e o outro na quarta passadeira, que ira fazer parar a segunda passadeira no locar correcto. Objectivos Este projecto tem por objectivo: A aprendizagem das linguagens principais usadas nos autómatos, tais como, a linguagem de diagramas de contactos, a linguagem em lista de instruções, a linguagem FBD e a linguagem GRAFCET; Programar no autómato programável do sistema várias opções dependendo do interesse, isto é, destino final dos materiais, sequencias e alarmes. Serão estudadas as características de funcionamento dos componentes utilizados na implementação do sistema. Assuntos pesquisados Para este trabalho foi necessário fazer varias pesquisas, tais como: Pesquisa sobre as aplicações, funcionamento e cuidados de um autómato; Pesquisa sobre a linguagem usada na consola de programação; Aplicações e funcionamento de sensores e detectores; Principio de funcionamento de motores de corrente continua; Elaborar placas de circuito impresso; Linguagens utilizadas na programação de autómatos; Noções básicas de comando e regulação; Normas de segurança para maquinas; Softwares de edição de programas para autómatos (Zelio soft e syswin); Automação Industrial - 5 -

7 Escolha do projecto A ideia desde de princípio foi ligada a área de automação industrial, com passadeiras rolantes, só que em vez de utilizarmos sensores para a separação dos matérias, iria ser uma trituradora de pedra em que consistia em o camião chegar, era detectado que estava a descarregar a pedra, e ao ser detectado as passadeiras iriam ser accionadas de forma cíclica, até chegar ao fim do ciclo. Depois chegamos a conclusão que iria ser muito difícil fazer a estrutura para o projecto, e é então que o professor deu varias ideias, onde nos aproveitamos e adaptamos. É então que começa-se a desenvolver o projecto que tem como nome automação industrial, donde se desenvolveu um protótipo de uma zona fabril. Desenvolvimento Antes de qualquer contacto com o autómato, sensores, contactores, relés, motores de corrente continua e material usado no projecto foi preciso adquirir bases. Ao longo deste capítulo iram-se abordar as noções principais do material usado para a elaboração do projecto. Autómatos programáveis Antes de qualquer tipo de contacto com o autómato deve-se de ter a ideia dos componentes básicos e as suas características. Como qualquer tipo de equipamento, apresenta vantagens e desvantagens na sua aplicação. Vantagens: Flexibilidade o mesmo autómato pode ser utilizado em aplicações distintas, bastando para tal reprogramá-lo; Expansibilidade pode ser alterado o número de entradas e saídas (dependendo do tipo autómato); Baixo custo largo desenvolvimento tecnológico, possibilita soluções mais baratas; Automação Industrial - 6 -

8 Simulação o programa de um autómato pode ser testado offline ; Observação pode ser observada o funcionamento do programa passo a passo e a online ; Velocidade executa as instruções rapidamente, permitindo controlar diversas máquinas em simultâneo; Facilidade de programar permite a utilização de várias linguagens de programação, fáceis e simples; Fiabilidade os componentes electrónicos são mais fiáveis que outros componentes; Segurança o programa só pode ser alterado por um operador autorizado; Documentos permite a impressão do programa através de uma vulgar impressora, em contraste com outros métodos em que uma alteração obriga a efectuar outro esquema de funcionamento. Desvantagens: Tecnologia devido a ser utilizada tecnologia recente é mais difícil a obtenção de operadores aptos para programar; Ambiente não pode ser utilizados em condições ambientais adversas (alta temperatura, vibrações e em zonas de trovoadas constantes); Preço depende da aplicação. Existem situações em que a utilização de autómatos programados é desnecessária. Automação Industrial - 7 -

9 Características de um autómato Independentemente do tamanho, e da complexidade, praticamente todos os autómatos programáveis partilham dos mesmos componentes básicos (figura ) e das mesmas características funcionais. Um autómato é composto por uma Unidade Central de Processamento (CPU) que executa ciclicamente o programa armazenado na memória de programa. No início de cada ciclo de execução as entradas, que podem provir de um qualquer processo, são analisadas. No final de cada ciclo as saídas são actuadas, de acordo com as entradas e o programa de controlo, de modo a comandar o equipamento ou máquinas envolvidas no processo. Na execução do programa, o CPU utiliza a memória do autómato para armazenamento e transferência de dados. A utilização da memória para armazenamento do programa, separada da outra memória, tem a ver com a necessidade de armazenar os programas no PLC, mesmo com a alimentação desligada. A consola de programação é geralmente utilizada para o desenvolvimento de programas e para a transferência dos programas para o autómato. Uma vez inserido o programa no autómato, este é auto-suficiente não necessitando da consola quando em execução. Automação Industrial - 8 -

10 CPU A Unidade Central de Processamento é responsável pela execução do programa, controlando todas as operações dentro do autómato, através de instruções armazenadas na memória de programa. Um barramento de dados transporta a informação da memória e do sistema de entradas saídas para o CPU e vice-versa. Na maioria dos autómatos (principalmente os mais modernos) o CPU é baseado em um ou mais microprocessadores e outros circuitos que permitem realizar as funções de controlo e cálculo necessárias à execução de programas. Sistema de entradas e saídas O sistema de entradas/saídas fornece a ligação física entre o CPU e o processo a controlar. O autómato, através de sensores apropriados, pode medir quantidades físicas como velocidade, temperatura, pressão, corrente, etc. Baseando-se nos valores medidos, e no programa de controlo, o CPU controla as saídas que poderão actuar em dispositivos como, por exemplo, válvulas, motores, alarmes. O sistema de entradas/saídas é um dos componentes mais importantes num autómato pois estas necessitam de interagir directamente com equipamento industrial e podem residir em zonas de elevado ruído eléctrico. De facto, uma das grandes inovações dos autómatos é a possibilidade de ligação directa aos sensores e actuadores sem haver necessidade de circuitos de adaptação. Para isso as entradas e saídas do autómato possuem isolamento galvânico (normalmente óptico), o que lhes dá uma melhor fiabilidade e segurança na comunicação com sensores e actuadores. De facto, o isolamento das entradas/saídas é absolutamente necessário por questões de ruído e de modo a compatibilizar os diferentes níveis de tensão e potência existentes entre o autómato e os processos a controlar.

11 Memória A memória é usada para armazenar o programa de controlo (memória de programa) e possibilitar o armazenamento e a transferência de dados. Geralmente os autómatos utilizam memória do tipo RAM, EPROM ou EEPROM. Na maioria dos casos a memória do tipo RAM é utilizada nas fases de desenvolvimento e teste dos programas, enquanto que as memórias do tipo EPROM e EEPROM são utilizadas para o armazenamento de programas em código executável e também para armazenamento de configurações do sistema. No entanto, hoje em dia, a tendência é para a utilização de memória RAM, devido ao seu baixo consumo, juntamente com baterias que permitem manter o conteúdo da memória mesmo com o autómato desligado. A capacidade de memória de cada autómato tem em conta as potencialidades de cada um e é geralmente medida em termos do número máximo de instruções de um programa, ou em termos da capacidade de memória em bytes. Autómatos pequenos têm geralmente um tamanho de memória fixo, enquanto autómatos maiores permitem a utilização de módulos para expansão da memória. Componentes da automação A maioria dos sistemas modernos de automação, é extremamente complexa e requer muitos ciclos de repetitivos. Cada sistema de automação compõe-se de cinco elementos: Accionamento provê o sistema de energia para atingir determinado objectivo. É o caso dos motores eléctricos, pistões hidráulicos etc; Sensoriamento mede o desempenho do sistema de automação ou de uma propriedade particular de algum dos seus componentes. Exemplos: Encoders para medição de velocidade; Controlo utiliza a informação dos sensores para regular o accionamento. Por exemplo, para manter o nível de água num reservatório, usamos um controlador de fluxo que abre ou fecha uma válvula, de acordo com o consumo. Comparador ou elemento de decisão compara os valores medidos com valores preestabelecidos e toma a decisão de quando actuar no sistema. Como exemplos, podemos citar Automação Industrial

12 os termóstatos e os programas de computadores; Programas contêm informações de processo e permitem controlar as interacções entre os diversos componentes. Exemplo de um autómato (entradas, saídas e alimentação) Linguagens de programação para autómatos A programação dos autómatos é feita usando ferramentas de programação, que podem ser consolas, ou software executado a partir de um computador. Existem vários tipos de linguagem donde podemos destacar a linguagem de diagramas de contactos, a linguagem em lista de instruções, a linguagem FBD, a linguagem GRAFCET, as linguagens booleanas e linguagens de mnemónicas. Automação Industrial

13 Linguagem ladder A linguagem ladder consiste numa lista de instruções simbólicas que, quando interligadas entre si, de uma determinada forma, constituem um programa para autómatos. Esta linguagem é composta, por seis categorias de instruções que incluem: instruções do tipo relé, temporização/contagem, manipulação de dados, aritméticas, transferência de dados e controlo de programa. Um programa escrito em linguagem ladder consiste em N degraus, em que cada degrau pode representar graficamente uma equação booleana. A principal função destes degraus é a de permitirem controlar saídas a partir de condições de entrada. Tanto as entradas como as saídas podem ser físicas ou pontos internos do autómato (posições de memória usadas para armazenar informação com um formato do tipo bit). A figura mostra a estrutura básica de um degrau. Neste caso, a saída só será actuada quando existir continuidade lógica, isto é quando houver pelo menos um caminho fechado desde o início de continuidade lógica até à saída. Saída Início de Continuidade Fim de continuidade Caminho necessário para haver continuidade lógica As saídas (também apelidadas de bobinas) e os contactos, são os símbolos básicos da lista de instruções da linguagem ladder. Os contactos, programados ao longo de um determinado degrau, representam condições que depois de avaliadas determinam o controlo da saída. A programação dos contactos e das saídas, consiste na atribuição de endereços que identificam o que está a ser avaliado e o que está a ser controlado. Cada endereço referencia a localização de um ponto interno da memória, ou identifica a saída ou a entrada. Um contacto, independentemente de representar uma entrada ou uma saída, ou um ponto interno, pode ser utilizado em qualquer parte do programa, sempre que aquela condição necessite de ser avaliada. A organização dos contactos nos degraus depende do controlo lógico desejado. Os contactos podem ser colocados em série, paralelo ou série/paralelo, dependendo do controlo necessário para uma dada saída. Automação Industrial

14 Este tipo de linguagem de programação é utilizado na maioria dos autómatos pelo facto de apresentar semelhança com os esquemas de relés utilizados nos automatismos industriais de lógica cablada. Lista de instruções Os nomes das operações lógicas, instruções, variam de fabricante para fabricante de autómatos programados; As operações lógicas são efectuadas em função dos valores lógicos das entradas, saídas, contadores, temporizadores, etc. Sendo atribuído o resultado a outra variável. Automação Industrial

15 O GRAFCET Um diagrama em grafcet engloba, basicamente, três entidades distintas que são as etapas, as condições de transição e as ligações orientadas (figura ) Cada etapa, definida como uma situação num sistema de controlo onde as entradas e/ou saídas não variam, tem associada uma acção ou tarefa (conjunto de acções) específica, que só é executada quando a etapa correspondente se encontra activa. A operação sequencial do processo resulta da progressão entre etapas. Contudo a passagem de uma etapa para outra é condicionada pela condição de transição. Para que exista uma transição de uma etapa para outra é necessário que a etapa anterior esteja activa e a condição de transição entre as duas etapas seja verdadeira. Esta linguagem não substitui as outras linguagens, e deve ser vista como uma ferramenta de estruturação de programas. A sua utilização tem vantagens sempre que o problema a resolver é sequencial e dependente do tempo. Automação Industrial

16 Tecnologias dos autómatos Os automatismos, de acordo com a sua tecnologia, podem-se classificar em dois grupos: Tecnologias cabladas; Tecnologias programadas Automação Industrial

17 OMRON Autómato SYSMAC C20K Dispõe de 20 entradas/saídas (12 entradas e 8 saídas). Os dois primeiros dígitos indicam o canal de entradas/saídas (00 entradas e 01 saídas) e os dois últimos a entradas/saídas a utilizar (00 a 11 nas entradas e 00 a 07 nas saídas). As entradas vão desde 0000 a 0011 As saídas vão desde 0100 a 0107 Alimentação do autómato VAC 50 Hz/60Hz 60 VA Entradas 24 VDC 7 ma Automação Industrial

18 Saídas 24 VDC/250 VAC 2 A Max. Consola de programação PRO 15 Permite a programação do autómato, linha a linha, em linguagem lista de instruções Modos de operação PROGRAM Utiliza-se este modo para escrever/editar o programa. MONITOR Este modo é usado na fase de teste e afinação do programa. RUN O autómato executa o programa. Funções das teclas Automação Industrial

19 Teclas numéricas (cor branca) Tecla CLR clear (cor vermelha): Tecla usada para cancelar a operação em curso e para limpar o ecrã. Teclas operativas (cor amarela): Teclas usadas na edição do programa. SRCH: Procurar instruções. MONTR: Visualizar estado ou valores de variáveis (monitorização). EXT: Visualizar, em simultâneo, 3 canais (palavras) consecutivos no ecrã. CHG: Em modo Monitor, permite alterar valores. INS: Inserir instruções. DEL: Apagar instruções. WRITE: Validar as linhas do programa. e : Deslocar o cursor para cima e para baixo. Teclas de instruções (cor cinzenta) SHIFT: Para aceder à indicação superior das teclas. FUN: Seleccionar uma função com código numérico. CNT: Contador. TIM: Temporizador. CH: Especifica um canal (palavra) da área de memória do autómato. CONT: Especifica um bit (contacto). SFT: Registo de deslocamento. #: Especifica uma constante numérica. *: Especifica um endereçamento indirecto. Escrever o programa Automação Industrial

20 Seleccionar o modo Program; Premir a tecla CLR até se obter a primeira linha do programa 0000 ; Escrever o programa em lista de instruções, linha a linha, validando cada linha com a tecla WRITE. A linha do programa é incrementada automaticamente; Terminar obrigatoriamente o programa com a instrução END FUN (01). Inserir instruções (modo Program) Posicionar-se na linha de instrução posterior à instrução a inserir; Escrever a instrução e premir a tecla INS; Premir a tecla para validar a nova instrução. Apagar instruções (modo Program) Posicionar-se na linha de instrução que se pretende apagar; Premir a tecla DEL; Premir a tecla para validar a instrução. Automação Industrial

21 Instruções básicas de programação Automação Industrial

22 Sensores O sensor é um elemento que "sente" uma grandeza física e a traduz para que ela possa ser vista ou utilizada por um sistema eléctrico ou electrónico. Há dois tipos de sensores: Sensores contínuos efectuam medições contínuas de variáveis, fornecendo valores contínuos; Sensores discretos podem apresentar somente dois estados: actuados ou não. Classificação quanto ao tipo de funcionamento Auto alimentado Estes produz um sinal eléctrico de saída sem a necessidade de alimentação externa. Um termo par é um exemplo deste tipo de sensor. Com alimentação externa Estes requerem entrada de energia para poderse obter um sinal de saída. Um exemplo é o termo resistência, o qual requer uma entrada de energia. Existem vários tipos de sensores: Sensores de contactos; Sensores lineares, resistivos e indutivos; Sensores potenciómetros; Sensores LVDT; Sensores extenso métrico; Sensores ópticos; Sensores lineares ópticos; Sensores rotativos ópticos; Sensor magnético; Automação Industrial

23 Sensor de luminosidade; Sensor de luminosidade (LDR); Sensor ultra-sonicos; Sensor de proximidade; Sensor fotoeléctrico; Desta basta lista, só vamos analisar os que nos interessam, que são: Sensor de proximidade; Sensor fotoeléctrico; Sensor de proximidade Destinam-se a detectar a presença ou a ausência de peças. Existem dois tipos: Sensor Indutivo; Sensor capacitivo. Sensor indutivo Baseiam-se na variação da indutância; Exigem peças de metais ferrosos, normalmente de aço. Automação Industrial

24 Sensor capacitivo São sensores capazes de detectar a aproximação de objectos sem a necessidade de contacto físico, tal qual os sensores indutivos, porém com principio de funcionamento baseado na variação da capacitância. Permite detecção de materiais ferros e não ferrosos (vidro, água, madeira, plástico, etc.) Alimentação de 10 a 40 Vc.c. Sensor fotoeléctrico São sensores remotos que podem ter alcance de vários metros, são aplicados em ambientes que necessitam uma resposta rápida de detecção. Alimentação de 10 a 30 Vc.c. Protecção contra curto-circuito da carga e inversão de polaridade. Automação Industrial

25 Actuadores No sistema, os actuadores funcionam como "mãos", executando as ordens de comando, actuando directamente sobre o equipamento envolvido no processo industrial, incluem-se neste grupo os seguintes: Relés auxiliares; Contactores e conversores electrónicos; Variadores de velocidade/frequência; Electrovalvulas e válvulas motorizadas; Servomecanismos de posicionamento; Pneumáticos, hidráulicos ou eléctricos. Relé O relé tem sua construção baseada num contacto metálico que se abre ou fecha sob a influência de campo electromagnético induzido numa bobina em seu interior. Desse modo, quando os contactos da bobina do relé são percorridos por uma corrente eléctrica ele atrai o contacto metálico e abre ou fecha o contacto, conforme o modelo de relé utilizado. Os relés que ligam circuitos quando percorridos por corrente eléctrica são chamados de NA ou normalmente abertos, enquanto que os desligam circuitos quando percorridos por corrente são denominados NF ou normalmente fechados. Há ainda aqueles que alternam entre um e outro contacto de modo que um fique ligado enquanto o outro está desligado, e vice-versa e por isso são chamados de comutadores. Automação Industrial

26 Contactor Um contactor é um aparelho de corte e comando, accionando em geral por meio de um electroíman, concebido para executar um elevado número de manobras. O contactor é de facto um aparelho de grande utilidade nas instalações industriais, permitindo não só o comando manual mas também os comandos automáticos e semiautomático, utilizando sensores. Motores eléctricos no seu geral Os motores eléctricos são dispositivos que transformam energia eléctrica em energia mecânica. Essa energia mecânica é desenvolvida através da rotação de um eixo que gira com uma determinada velocidade e torque. Existem diferentes tipos de motores eléctricos: motores CA, motores CC e motores de passo. Os de corrente alternada são os menos usados na robótica por serem relativamente grandes e pela dificuldade de se fazer um controle de velocidade e torque eficiente. Porém, em aplicações industriais, que exigem torque elevado, motores trifásicos de corrente alternada são frequentemente utilizados. Os motores de corrente contínua têm um par de terminais que devem ser ligados a uma fonte de alimentação, a polaridade da fonte determina o sentido de rotação do eixo do motor. Seu movimento é, geralmente, suave e contínuo e, com uma redução mecânica apropriada, podem desenvolver torques elevados em volumes reduzidos. As principais desvantagens consistem na dificuldade para o controlador conhecer a posição exacta do eixo e a velocidade de rotação que depende fortemente da carga. Assim, não é possível controlar estes motores em malha aberta, geralmente, o controle faz-se em malha fechada com sensores de posição e/ou velocidade. Os motores de passo têm seu funcionamento baseado na alimentação caracterizada por uma sequência de pulsos eléctricos. A cada pulso da sequência, o eixo gira um ângulo fixo muito preciso. Dessa maneira, o controlador pode conhecer exactamente a posição Automação Industrial

27 do eixo sem a necessidade de um sensor. Ao controlar o tempo entre um pulso e o seguinte, o controlador pode controlar a velocidade de giro do motor sem o uso de tacómetros. A relação entre o torque e o volume do motor, quando está em movimento, é menor do que a dos motores CC, mas têm a vantagem que quando estão parados numa determinada posição, eles detêm um alto torque de retenção que impede seu movimento. Grandezas físicas básicas: potência, torque e velocidade. Motores CC: Princípio de funcionamento Os motores de corrente contínua são compostos de duas partes básicas. A primeira é fixa (sem movimento), chamada de estator, destinada a produzir um campo magnético constante. Seja com um electroíman ou com um íman permanente. A segunda parte é rotatória, chamada de rotor ou armadura, tem um enrolamento (bobina) através do qual circula a corrente eléctrica contínua. Todos os motores eléctricos valem-se dos princípios do electromagnetismo, mediante os quais condutores situados num campo magnético e atravessados por correntes eléctricas sofrem a acção de uma força mecânica, ou electroímanes exercem forças de atracão ou repulsão sobre outros materiais magnéticos. Na verdade, um campo magnético pode exercer força sobre cargas eléctricas em movimento. Como uma corrente eléctrica é um fluxo de cargas eléctricas em movimento num condutor, conclui-se que todo condutor percorrido por uma corrente eléctrica, imerso num campo magnético, pode sofrer a acção de uma força. Num motor há dois electroímanes em que um impulsiona o outro. O electroíman tem algumas vantagens sobre um íman permanente: 1) Podemos torná-lo mais forte. 2) Seu magnetismo pode ser criado ou suprimido. 3) Seus pólos podem ser invertidos. Um ímã permanente tem os pólos norte-sul definidos. Um electroíman também os tem mas a característica de cada pólo (norte ou sul) depende do sentido da corrente eléctrica. Quando se altera o sentido da corrente, a posição dos pólos também se altera; do norte para o sul e de sul para norte. Automação Industrial

28 Um dos electroímanes de um motor tem uma posição fixa; está ligado à armação externa do motor e é chamado campo magnético. O outro electroíman está colocado no eixo de rotação e tem o nome de armadura. Quando se liga o motor, a corrente chega à bobina do campo, determinando os pólos norte e sul. Há, também, o fornecimento de corrente ao íman da armadura, o que determina a situação norte ou sul dos seus pólos. Os pólos opostos dos dois electroímanes atraem-se, como acontece nos ímanes permanentes. O íman da armadura, tendo movimento livre, gira, a fim de que o pólo norte se aproxime do pólo sul do íman do campo e seu pólo sul do pólo norte do outro. Se nada mais acontecesse, o motor pararia completamente. Um pouco antes de se encontrarem os pólos opostos, no entanto, a corrente é invertida no electroíman da armadura, (com o uso de um comutador), invertendo, assim, a posição de seus pólos; o norte passa a ser o que está próximo ao norte do campo e o sul passa a ser o que está próximo ao sul do campo. Eles então se repelem e o motor continua em movimento. Este é o princípio de funcionamento do motor de corrente contínua. Automação Industrial

29 Descrição do trabalho Definição do tema, elaboração da ficha de identificação do projecto e recolha de material. Após estar definida a ideia, partiu-se para a elaboração deste esboço: Com o esboço feito e com a descrição do processo, começou-se no estudo dos materiais utilizados. Após estar tudo definido passou-se para a construção da primeira passadeira, (protótipo) e com a primeira passadeira feita e feito os testes necessários, passou-se para a construção das outras passadeiras e juntou-se tudo numa estrutura. Com algum material já recolhido, passou-se a fase de testes (motores e sensores). Com a estrutura já feita passou-se para a colocação dos motores e das respectivas polias. Foram também colocadas protecções mecânicas de acordo com a norma EN 344/EP EN 394. Após isto passou-se para a parte da pintura. Com o projecto pintado procedeu-se à colocação das telas e à elaboração da caixa de comando. Passou-se os cabos e fez-se as respectivas ligações, e fez-se uma placa de circuito impresso para a colocação dos relés. Também foram necessários colocar dois contactores para o encravamento eléctrico. Elaborou-se a programação para o autómato em varias linguagens (ver anexos). Materiais utilizados: Placa de circuito impresso Percloreto de ferro; Solda de estanho; Placa de circuito impresso; Relés; Os passos seguidos para a elaboração do circuito foram estes: 1. Medir e marcar a placa de circuito impresso; 2. Cortar com o serrote a placa; 3. Aperfeiçoar com a lima; 4. Limpar a placa com palha-de-aço; Automação Industrial

30 5. Desenhar o circuito na placa; 6. Inserir a placa em percloreto de ferro; 7. Lavar em água; 8. Marcar os furos com um punção de bico; 9. Furar com um mini-berbequim com uma broca de 1mm; 10. Inserir os relés nos respectivos furos; 11. Soldar com solda 60/40./. de 1mm; 12. Verificar o circuito; 13. Ligar e ensaiar; Automação Industrial

31 Conclusão Este trabalho teve como objectivo a simulação de uma zona fabril, ligada a automação industrial. Para isso programou-se o autómato SYSMAC C 20K, através da consola PRO 15. Também foram ligados os seguintes equipamentos: dois sensores que farão accionarem a segunda passadeira para cima ou para baixo e dois fins de curso que irão fazer param. Também tem a possibilidade se ser comandado a partir da opção manual. Anexos Instruções gerais de segurança Quando usar este equipamento cumpra os regulamentos aplicáveis de forma a reduzir os riscos inerentes à sua utilização. -» O operador deve de ser formado e qualificado para operar esta máquina. -» O operador deve usar vestuário justo ao corpo, cabelo preso e estar bem familiarizado com o funcionamento da máquina. -» Mantenha a zona de trabalho sempre limpa e desimpedida de objectos e com a iluminação necessária. -» É expressamente proibido retirar ou alterar qualquer dispositivo de segurança. No caso de serem introduzidas modificações, a Costa & Costa, S.A. declina qualquer responsabilidade perante eventuais danos a pessoas ou objectos. -» Qualquer trabalho do domínio eléctrico deve ser efectuado por pessoal qualificado para o efeito. -» Efectue a manutenção recomendada e respeite a sua periodicidade. -» Quando efectuar qualquer intervenção na maquina no domínio da manutenção / Limpeza desconecte a máquina da fonte de alimentação. -» Não operar com a máquina sob a influência do álcool, drogas ou medicamentos que possam influenciar a capacidade física. - 1 Sensor de proximidade capacitivo - 1 Sensor fotoeléctrico - 5 Motores de corrente continua - 4 Passadeiras rolantes - 12 Rolos de madeira - 2 Cambaras de bicicleta - 1 Botão de emergência - 4 Botões rotativos de 2 posições Lista de material Automação Industrial

32 - 2 Botão rotativo de 3 posições - 5 Porta fusíveis - 3 Fusíveis de 3A - 2 Fusíveis de 10 A - 6 Relés - 1 Placa de circuito impresso - 1 Autómato programável C20K - 1 Consola de programação pró 15-2 Fins de curso - 2 Barras de ligações - Metros de condutor flexível (cinzento, preto, azul, branco e vermelho) - 1 Caixa para o comando - 1 Calha - 1 Chapa para a fixações das passadeiras -2 Contactores -n Terminais Grafcet nível 1 Automação Industrial

33 Automação Industrial

34 Grafcet nível 2 Automação Industrial

35 FBD Automação Industrial

36 Automação Industrial

37 Automação Industrial

38 Receptividades Receptividades Entradas Descrição S Sensor 1 S Sensor 2 F Fim de curso 1 F Fim de curso 2 B Emergência B start Automação Industrial

39 Acções Acções Bits And not Saídas Operação P1 M Motor 1 P2 M Motor 2 P3 M Motor 3 P4 M Motor 4 H1S M H1 sove H1D M H1 desce Ladder Automação Industrial

40 Automação Industrial

41 Automação Industrial

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