Método Cascata Elétrica

Transcrição

1 Método Cascata Elétrica - Teoria e Prática - ADEMIR BASSANESI ANTÔNIO CARLOS LOPES

2 1.0 APRESENTAÇÃO Dentro da automação industrial de sistemas discretos, o sequenciamento de movimentos de atuadores e o respectivo intertravamento com os sensores de campo são predominantes. A tecnologia para controle destes sistemas é a utilização de Controladores Lógicos Programáveis. Os CLP s possuem linguagens de programação padronizadas, sendo a mais tradicional e utilizada a linguagem denominada Ladder. Os atuais cursos de CLP s procuram dar um apanhado geral sobre o ambiente do software de programação e as instruções próprias da linguagem. Geralmente não é trabalhado nenhuma técnica mais estruturada de programação, deixando, para o programador, a alternativa da programação intuitiva na resolução dos problemas. Esta apostila tem como objetivo mostrar, de maneira clara e objetiva, a aplicação do método estruturado de programação denominado Cascata Elétrica. Tal método é utilizado na resolução de circuitos seqüenciais eletro-pneumáticos e/ou eletro-hidráulicos. Conhecimentos básicos de CLP e/ou lógica de relés e de pneumática, facilitam a compreensão do conteúdo.

3 2.0 DEFINIÇÃO Método estruturado para controle de movimentos seqüenciais e repetitivos em sistemas automáticos. O método cascata elétrica baseia-se no estudo do diagrama de tempo e movimento dos sistemas seqüenciais. 3.0 REGRAS E PASSOS Para melhor compreensão das regras e passos, será utilizada uma situaçãoproblema. Os diagramas esquemático e eletro-pneumático da figura abaixo representam um carimbador (cilindro A) com expulsão automática (cilindro B). Funcionamento: Ao acionarmos um botão de impulsão, o cilindro A deverá carimbar a peça e, posteriormente, o cilindro B expulsará a mesma. O ciclo deve ser único, ou seja, para cada ciclo deve-se acionar o botão de início de ciclo. 1º passo: Definir a seqüência de movimentos desejada. Para cumprir-se o primeiro passo, a análise do descritivo do funcionamento é de fundamental importância. Se o primeiro passo for mal estruturado, a resolução rápida do problema poderá ser prejudicada. Com base no descritivo do funcionamento acima a seqüência de movimentos ficou definida da seguinte maneira: A+ A- B+ B-

4 2º passo: Dividir a seqüência em grupos de movimentos. Regra: Nenhuma letra poderá ser repetida em cada grupo de movimento. A+ A- B+ B- 3º passo: Utilizar um relé (flag) auxiliar para cada grupo de movimento. A+ A- B+ B- I II III 4º passo: Fazer o acionamento dos relés auxiliares. Regras: o acionamento das bobinas devem possuir auto-retenção; como condição para fazermos o acionamento de um grupo, devemos ter o grupo anterior e a condição final do último movimento. Para auxiliar a visualização, pode-se utilizar o diagrama trajeto-passo. Diagrama Trajeto-Passo

5 5º passo: Fazer o desacionamento dos relés auxiliares. Regras: a auto-retenção do 1º grupo deve ser cortada por todos os demais; a auto-retenção dos demais grupos é cortada pelo grupo posterior; o último grupo deve ser cortado pelo seu último movimento. 6º passo: Fazer o acionamento das eletro-válvulas conforme seu grupo e condições correspondentes.

6 Solução: Eis a seguir a solução completa para a situação-problema. Exercícios: 1) Com base nas regras e passos vistas acima e, mantendo o esquema eletropneumático, desenvolva a solução completa (diagrama trajeto-passo, seqüência e programa) para o deslocador de caixas abaixo:

7 2) A seqüência abaixo precisa ser automatizada, desenvolva a solução: A+ B+ A- B- B+ B- 3) Conforme os diagramas abaixo, defina a melhor seqüência de movimentos e o programa de controle:

8 4.0 SOLUÇÃO COM ELETRO-VÁLVULAS SIMPLES SOLENÓIDE Quando utiliza-se eletro-válvulas com apenas um solenóide, o seu recuo é feito através de uma mola. Enquanto o solenóide permanece acionado, o atuador também permanece atuado. Quando a válvula é desenergizada, uma mola faz com que a mesma retorne para sua posição de origem, desacionando o atuador. Tais válvulas são conhecidas como válvulas simples solenóide. Com relação aos passos, precisamos mudar apenas o 6º passo. Ao usar este tipo de válvula, deve-se manter o acionamento até o momento em que a válvula deva ser desacionada. O exemplo abaixo ilustra esta situação. A+ B+ B- A-

9 5.0 AUSÊNCIA DE SENSORES DE POSIÇÃO Nem sempre tem-se todos os sensores de posição dos atuadores. Neste caso deve-se substituir este sinal por um tempo. Este tempo deverá ser o suficiente para garantir que o atuador faça seu movimento. A instrução de tempo deve ser sempre do tipo na energização ou TON. O exemplo a seguir mostra uma aplicação em que não tem-se os sensores do cilindro A avançado e do cilindro B recuado, sendo substituídos respectivamente pelos temporizadores Tm1 e Tm2.

10 Exercícios: 1) Implemente a solução para a seguinte seqüência de movimento. sendo: A simples solenóide B duplo solenóide ausentes: sensor cilindro A avançado sensor cilindro B recuado A+ A- B+ A+ B- A- 2) Modifique o esquema eletro-pneumático e o programa do exercício nº03 do capítulo 3 para válvulas de simples solenóide.

11 6.0 POSIÇÃO INICIAL É de extrema importância que seja verificada a condição de posição inicial da instalação, antes de iniciar-se o ciclo do movimento. Para auxiliar este intertravamento, um relé intitulado pos ini indicará que a instalação está na posição inicial. Esta condição deverá estar em série com o botão de inicio de ciclo.

12 7.0 CICLO ÚNICO E CICLO CONTÍNUO Com relação ao tipo de ciclo podemos ter o chamado ciclo único, na qual os movimentos são executados apenas uma vez e, para serem repetidos, um novo comando de início deve ser dado. No ciclo contínuo a instalação executa os movimentos repetidamente até que um comando de parada seja executado. No exemplo abaixo, para iniciar e finalizar o ciclo, serão utilizados dois botões de impulsão. Importante notar que a condição inicial deve estar presente tanto para fazer o relé do grupo 1 quanto o relé que auxilia o ciclo contínuo. Nesta situação, para ter-se o ciclo único, basta acionar o botão de início e, em seguida, o botão de fim de ciclo.

13 8.0 SITUAÇÕES MARGINAIS Considera-se como principal situação marginal a emergência. Como o nome já diz, esta é uma situação importante e deve tomar ações precisas conforme a situação da instalação. Normalmente, na situação de emergência, desenergizam-se todos os solenóides das vávulas. Como no método cascata, cada solenóide depende de seu grupo correspondente e, após a emergência, o ciclo de movimentos deverá reiniciar da posição inicial, deve-se cortar todos os grupos. Para aumentar-se a segurança do sistema, o contato do botão de emergência (E) deve ser normalmente fechado (NF) fisicamente.

14 No exemplo acima, em virtude das válvulas serem duplo solenóide, após acionada a emergência os atuadores podem ficar avançados. Para que o ciclo possa ser reiniciado, a instalação deve estar na posição inicial. Neste momento tem-se outra situação marginal denominada reset, na qual, através do acionamento de um botão de impulsão (R), a instalação irá para a posição inicial. O reset pode ser feito ainda com o botão de emergência acionado ou após desacionar-se o mesmo. No exemplo abaixo a primeira situação é implementada.

15 9.0 PASSO-A-PASSO Em diversas situações faz-se necessário que a seqüência seja feita de modo passo-a-passo, ou seja, a cada acionamento do botão de inicio de ciclo, um movimento seja executado. Para implementa-se o modo passo-a-passo, um botão de manopla de duas posições (manual/automático) será utilizado. Na posição automático, o ciclo será contínuo e na posição manual, o ciclo será passo-a-passo. Neste modo, a técnica utilizada na divisão dos grupos deve ser alterada, passando da minimização, na utilização dos grupos, para a maximização. Cada movimento possuirá um grupo. O exemplo abaixo mostra a implementação com o método passo-a-passo.

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