Sistemas hidropneumáticos

Transcrição

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2 Ementa Introdução a sistemas hidropneumáticos. Bombas, cilindros, válvulas, acessórios e fluidos hidráulicos. Circuitos pneumáticos, ar comprimido, comandos, elementos de controle, contadores, temporizadores, circuitos sequenciais e combinacionais, conversores de sinal. Sensores. Noções de CLPs. Carga horária semanal: 4 aulas

3 Objetivos Entender o princípio de funcionamento dos sistemas pneumáticos e hidráulicos. Conhecer os componentes principais, seu funcionamento e emprego. Elaborar circuitos pneumáticos e hidráulicos fundamentais. Desenvolver circuitos pneumáticos sequenciais. Compreender a técnica de comando elétrico aplicado à circuitos hidropneumáticos.

4 Objetivos Enumerar os transdutores empregados em sistemas hidropneumáticos. Explicar os tipos básicos, seu funcionamento e suas características, bem como identificar seu campo de aplicação. Entender o princípio de funcionamento de controladores lógicos programáveis. Identificar as áreas de aplicação, principais tipos e características. Desenvolver noções de aplicação e programação.

5 Avaliação do aprendizado Nota Bimestral 1: 50 pontos Atividade sala de aula e relatórios de laboratório. 50 pontos Atividade prática e avaliação bimestral. Nota Bimestral 2: 50 pontos Atividade sala de aula e relatórios de laboratório. 50 pontos Atividade prática e avaliação bimestral.

6 Bibliografia Básica: 1. STEWART, HARRY L., Pneumática e Hidráulica, 3ª Edição, Editora Hemus, 2010, 486p. 2. FIALHO, ARIVELTO BUSTAMANTE, Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise De Circuitos, 3ª ED. Editora Érica, p. 3. NOLL VALDIR, Automação Eletropneumática - Estude E Use, 1ª Ed, Editora Érica, p

7 Bibliografia complementar: 1. SILVA, DEODORO RIBEIRO DA, Transporte Pneumático - Tecnologia, Projetos e Aplicações na Indústria e nos Serviços, Editora: Artliber, 2010, p MOREIRA, ILO DA SILVA, Sistemas Hidráulicos Industriais - Senai - SP Editora, MOREIRA, ILO DA SILVA, Comandos Elétricos de Sistemas Pneumáticos e Hidráulicos - Senai - SP Editora, MOREIRA, ILO DA SILVA, Sistemas Pneumáticos - Senai - SP Editora, FERDINANDO NATALE ; Automação Industrial - 7ª Edição; Editora Érica,

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10 PLC => Aquisição e controle direto de dados dos instrumentos chão de fábrica (sensores, atuadores, válvulas, posicionadores, contatores, etc);

11 SCADA => Supervisão e comando do processo industrial (atende às necessidades específicas de um determinado setor da produção). Supervisão e IHM s;

12 MES => (Manufacturing Execution System) Gerenciamento e otimização do processo de produção. É responsável por todo o acompanhamento da produção, desde a ordem de produção ao produto final;

13 ERP => (Enterprise Regular Production): Planejamento estratégico e gerenciamento macro de todo o processo de produção. Administra os recursos da empresa, em que se encontram os softwares para gestão de vendas e financeira.

14 Industria 4.0 O objetivo geral é usar a chamada "fábrica inteligente" para obter vantagens de produção. Os elementos-chave são: - adaptabilidade; - eficiência de recursos; - design ergonômico; e - integração de clientes e parceiros de negócios nos processos de negócios e de valor agregado. Essa mudança, que algumas pessoas chamam de quarta revolução industrial, pretende dar às empresas uma vantagem técnica na competição internacional

15 Plantas devem ter um design modular Máquinas inteiras e componentes da planta estão se comunicando uns com os outros e com o nível de ERP, uma taxa de dados adequada deve ser assegurada no backbone da planta. Isso evita gargalos e permite que os componentes da planta sejam atualizados ou expandidos em uma data posterior. Portanto, as plantas projetadas para a visão da Indústria 4.0 precisam ter um design modular muito mais consistente. Cabeamento em conformidade com o padrão Cat.6A é definitivamente à prova de futuro no backbone da planta, com taxas de dados de até 10 Gbit/s.

16 Plantas devem ter um design modular Esses cabos de backbone são normalmente instalados em conduítes de cabos ou dutos de cabos. No entanto, para componentes de plantas móveis maiores, o backbone muitas vezes precisa ser roteado usando correntes de arrasto. Para atender a esses requisitos, desenvolveram o ETHERLINE Cat.6A FD, adequado para uso em esteira porta-cabos, garantindo uma transmissão de dados confiável em vários milhões de ciclos de dobra. No entanto, Cat.6A não é apenas sobre o backbone.

17 Plantas devem ter um design modular Sensores complexos, como câmeras industriais, também precisam desses tipos de conexões de rede, já que precisam transmitir taxas de dados mais altas. Para a conexão, é preciso também um conector que esteja em conformidade com o Cat. 6 padrão. Se a impermeabilização e a resistência à sujeira que atendem à IP67 também forem necessárias.

18 Quatro núcleos em vez de oito Dentro de uma máquina ou célula de produção, os cabos 4-core Cat.5 são os produtos mais utilizados. Eles têm uma taxa de dados máxima de 100 MBit/s. Suficiente para redes de sistemas IO descentralizados ou sistemas de visualização baseados em máquinas. Sistemas Ethernet industriais, como PROFINET, ETHERNET/IP e ETHERCAT, são frequentemente usados nesse nível. A principal vantagem de 100 MBit/s é que quatro núcleos são suficientes, em vez dos oito necessários para a transmissão Gigabit. Isso reduz significativamente os custos de conexão e os cabos são mais compactos

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22 Internet das Coisas (IoT)

23 Indústria 4.0 Arquitetura Básica

24 A rede convergente As primeiras redes de dados limitavam-se a trocar informações baseadas em caracteres entre sistemas de computadores conectados. O telefone, o rádio e as redes de televisão tradicionais foram mantidos separados de redes de dados. Antigamente, cada um desses serviços exigia uma rede dedicada, com diferentes canais de comunicação e tecnologias diferentes para carregar um sinal de comunicação específico. Cada serviço possuía seu próprio conjunto de regras e padrões para assegurar a comunicação bem-sucedida.

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33 Computação em nuvem

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35 ENGENHARIA ELÉTRICA MECÂNICA Sistemas Automação hidropneumáticos Industrial I

36 Controladores na neblina Sensores recolhem dados e encaminham essas informações aos controladores. O controlador pode encaminhar qualquer informação reunida pelos sensores para outros dispositivos na neblina, como mostrado na figura.

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38 Sensores habilitados por IP Alguns sensores e atuadores são compatíveis com TCP/IP, o que exclui a necessidade de um controlador. Neste exemplo, o gateway desempenha a função de roteamento necessária para fornecer conectividade com a Internet para dispositivos habilitados por IP. Os dados que esses dispositivos geram podem ser transportados para um servidor regional ou global para análise e processamento.

39 Evolução das Instalações Gerenciamento Workstation, PC Células Chão de Fábrica Nível Atuador- Sensor CLP, PC CLP, PC Acionam. Válvulas Atuadores Sensores

40 Evolução das Instalações Centralizado

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42 Evolução das Instalações Cada dispositivo individualmente ligado ao CLP. Alto custo de instalação.

43 ENGENHARIA ELÉTRICA MECÂNICA Sistemas Automação hidropneumáticos Industrial II Evolução das Instalações Distribuído e Integrado

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45 Evolução das Instalações Sensores e atuadores inteligentes. Ganho funcional. Baixo custo de instalação.

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47 Dispositivos de Entrada Botoeiras São chaves acionadas manualmente, constituídas por: botão, contato NA (normal aberto) ou NF (normal fechado). Quando seu botão é pressionado, invertem seus contatos, e quando este for solto, devido ação de uma mola seus contatos voltam à posição inicial.

48 Dispositivos de Entrada Chaves Fim-de-curso São chaves acionadas mecanicamente, por meio de um rolete mecânico, ou gatilho (rolete escamoteável), fazendo com que seus contatos sejam invertidos ao serem acionadas. Geralmente são posicionadas no decorrer do percurso de cabeçotes de máquinas, ou hastes de cilindros.

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52 Dispositivos de Entrada Sensores de proximidade São chaves eletrônicas que emitem um sinal ao detectar a proximidade de um objeto em esteiras, hastes de cilindros ou cabeçotes de máquinas. Os sensores de proximidade podem ser de diversos tipos, entre eles estão os: indutivos e óticos..

53 Dispositivos de Entrada Sensores Indutivos São sensores que são acionados quando um objeto metálico é aproximado, entrando em um campo eletromagnético.

54 Dispositivos de Entrada Sensores óticos São sensores que funcionam segundo o princípio de emissão e irradiação infravermelha. Óptico por barreira; Óptico por difusão; Óptico por reflexão.

55 Dispositivos de Entrada Ótico por barreira Sensor no qual possui um elemento emissor de irradiação infravermelha, montado em frente a um receptor em uma distância pré-determinada. É acionado quando ocorre uma interrupção da irradiação por qualquer objeto, pois esta deixará de atingir o elemento receptor.

56 Dispositivos de Entrada Ótico por difusão Sensor no qual o emissor e o receptor estão montados em um mesmo conjunto. É acionado quando os raios infravermelhos emitidos, refletem sobre a superfície do objeto e retornam ao receptor

57 Dispositivos de Entrada Ótico por reflexão Sensor parecido com o ótico por difusão, diferindo apenas no sistema ótico. Os raios infravermelhos emitidos refletem em um espelho instalado frontalmente, e retornam ao receptor. É acionado quando um objeto interrompe a reflexão de raios entre o espelho e o receptor.

58 Dispositivos de Saída Cilindros Também conhecidos como atuadores pneumáticos ou hidráulicos, podem ser do tipo linear, rotativo ou oscilante. Os mais comuns são os do tipo linear, que transformam a pressão do ar comprimido ou do óleo, em movimento linear e força. Os tipos de cilindros lineares mais utilizados são o de simples ação e o de dupla-ação.

59 Dispositivos de Saída Válvulas direcionais