EXPERIÊNCIA 4 ELETRO PNEUMÁTICA. PMR 3407 Sistemas Fluidomecânicos PARTE I

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1 ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos EXPERIÊNCIA 4 PMR 3407 Sistemas Fluidomecânicos 2 o Semestre 2017 ELETRO PNEUMÁTICA O objetivo dessa experiência é revisar e fixar os conceitos das aulas teóricas através da prática experimental. Durante o laboratório, o aluno montará circuitos eletro pneumáticos utilizando os dispositivos vistos em sala apenas como diagramas, compreendendo seus efeitos no circuito de maneira experimental. Será apenas permitida a entrada de pessoas trajando calças longas, calçados fechados, óculos de proteção e cabelo preso, caso seja longo. Após o término da experiência, organizar e limpar as bancadas, deixando-as prontas para serem utilizadas por outro grupo. Dicas: - Não deixe para a última hora; - Procure ajuda em caso de dúvida: dos seus colegas, do professor ou do monitor; - Capriche! Dedicar tempo para uma tarefa faz com que ela seja mais prazerosa e produtiva. PARTE I FAMILIARIZAÇÃO COM A BANCADA A bancada para os experimentos sobre eletropneumática conta com dois pistões de dupla ação, duas válvulas direcionais acionadas por solenoides e quatro sensores parte superior da bancada possui os elementos necessários para a criação e execução do circuito de reles. 1. Bancada Figura 1. Módulos elétricos e seus diagramas.

2 2. Fonte Na módulo fonte estão presentes os seguintes componentes: - Botão de LIGA/DESLIGA e conseguinte luz indicadora de ESTADO - Linha de 24V (Vermelha) - Linha de 0V (Azul) 3. Módulo de entrada Figura 2 - Fonte de Alimentação. O módulo de entrada, em detalhes na figura 3, possui três componentes principais: - Botão P1 e P2 com retorno por mola; - Botão com Retenção P3; - Linha de 24V (Vermelha); - Linha de 0V (Azul). 4. Módulo de saída Figura 3. Botões. O módulo de saída, detalhado na figura 4, possui luzes e buzina representando atuadores presentes em sistemas reais. Seus componentes são: Escola Politécnica da USP, Dep. de Eng. Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos 2 o sem

3 - Luzes (Amarelo) - Alerta sonoro (Verde) - Linha de 24V (Vermelha) - Linha de 0V (Azul) 5. Módulo de reles Figura 4 - Luzes e buzzer. O módulo de reles, em detalhes na figura 5, possui três bobinas K1, K2 e K3 (sim, há um erro no texto no módulo), com 4 saídas independentes por bobina, sendo que cada saída é composta por : - Entrada comum (em cinza, na parte inferior da saída); - Saída normalmente fechada (em amarelo, em cima e na esquerda da saída); - Saída normalmente aberta (em azul, em cima e na direita da saída); Além disso, o módulo conta com as linhas de 24V em vermelho e 0V em azul. Escola Politécnica da USP, Dep. de Eng. Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos 2 o sem

4 6. Módulo com temporizador Figura 5. Módulo com reles. O módulo com temporizador, em detalhes na figura 6, possui dois temporizadores independentes, com cada temporizador sendo relacionado com um normalmente aberto e um normalmente fechado. Além disso, o módulo conta com as linhas de 24V em vermelho e 0V em azul. Este módulo, em especial, somente irá funcionar quando as linhas de 24V e de 0V forem conectadas nas respectivas voltagens da fonte. Figura 6. Módulo com temporizador. 7. Módulo com contador O módulo com contador, em detalhes na figura 7, possui um contador com terminal comum, um normalmente aberto e um normalmente fechado. Além disso, o módulo conta com as linhas de 24V em vermelho e 0V em azul. Este módulo, em especial, somente irá funcionar quando as linhas de 24V e de 0V forem conectadas nas respectivas voltagens da fonte. Vale detalhar que o contador adiciona 1 à contagem quando detecta uma borda de subida no terminal identificado com uma onda quadrada e uma seta indicando a borda de subida. Escola Politécnica da USP, Dep. de Eng. Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos 2 o sem

5 Figura 7. Módulo com temporizador. 8. Módulo de emergência O módulo de emergência, detalhado na figura 8, possui um botão de emergência com retenção e retorno por mola a partir de movimento de rotação. Neste botão existem um normalmente fechado e um normalmente aberto. Além disso, o módulo conta com as linhas de 24V em vermelho e 0V em azul. Figura 8 - Módulo de Emergência. Escola Politécnica da USP, Dep. de Eng. Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos 2 o sem

6 PARTE II PRÁTICA LEIA tudo com atenção Em caso de dúvida, PERGUNTE Evite acidentes seja CUIDADOSO As atividades da experiência serão feitas em duplas ou trios. Cada grupo deverá projetar/montar os circuitos em comum acordo e executar as atividades em equipe. Ao terminar cada circuito, tirar fotos para documentação e mostrar o funcionamento para um responsável do laboratório antes de seguir com a experiência. Verifique se sua bancada está em ordem e limpa. Comunique qualquer problema ao professor, monitores ou técnicos. 1. Botões Implemente dois circuitos em que há apenas um botão em série com uma lâmpada, um com um botão de apertar (o vermelho) e outro com um botão de retenção. Altere então o circuito para que além de ascender a luz, soe o buzzer. Responda as seguintes questões de maneira manuscrita e neste espaço: 1. Faça o diagrama dos circuitos implementados. 2. Explique o que acontece se for desfeita a conexão entre o terra da lâmpada e o terra do módulo que de saída (módulo que contêm a lâmpada e o buzzer)? Escola Politécnica da USP, Dep. de Eng. Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos 2 o sem

7 2. Luzes e buzina No circuito da figura 9, ao acionar o botão com retenção P3, ativa-sea bobina K3. Com a ativação, O normalmente aberto da bobina K3 se fecha, e, como está em série com uma lámpada, esta acende. Figura 9 Diagrama de um circuito no qual ao se acionar P3 uma lâmpada acende. Implemente o circuito acima e o modifique para que, além de acender a lâmpada, também faça o buzzer soar. Responda as seguintes questões de maneira manuscrita e neste espaço: 1. Faça o diagrama do circuitos implementado que aciona tanto a lâmpada quanto o buzzer. 2. Há uma característica especial do módulo de saída que atrapalha o posicionamento da lâmpada e do buzzer nos circuitos? Explique? Escola Politécnica da USP, Dep. de Eng. Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos 2 o sem

8 3. Temporizadores Implemente um circuito no qual, apos se apertar um botão, passado um determinado tempo, um lâmpada ascende e após mais um período de tempo, soa um alarme sonoro Responda as seguintes questões de maneira manuscrita e neste espaço: 1. Faça o diagrama do circuitos implementado que aciona tanto a lâmpada quanto o buzzer. 2. Descreva uma situação no qual um temporizador pode ser utilizado em um circuito eletro pneumático. Escola Politécnica da USP, Dep. de Eng. Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos 2 o sem

9 4. Contador Implemente um circuito no qual, nas primeiras 5 vezes que se aperta um botão (o vermelho), uma lâmpada ascende (permanece acessa enquanto o botão está apertado). Após estes 5 acionamentos, um alarme sonoro deve ser ativado e a lâmpada não pode mais acender ao se apertar o botão. Responda as seguintes questões de maneira manuscrita e neste espaço: 1. Faça o diagrama do circuitos implementado que aciona tanto a lâmpada quanto o buzzer. Escola Politécnica da USP, Dep. de Eng. Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos 2 o sem

10 5. Circuitos Lógicos Básicos Implemente para cada um dos cinco operadores lógicos abaixo, considerando como entrada os botões e como saída uma lâmpada. Os cinco operadores lógicos em questâo são: Lógica SIM Lógica NÃO Lógica E Lógica OU Lógica OU exclusivo Responda as seguintes questões de maneira manuscrita e neste espaço: 1. Faça, para cada elemento lógico citado acima, tanto diagrama do circuitos implementado as respectivas tabelas da verdade. Escola Politécnica da USP, Dep. de Eng. Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos 2 o sem

11 6. Finalização Deixe a bancada em ordem. Checklist Verifique e anote no relatório os seguintes itens. i. Equipamentos Liste todos os equipamentos usados. Todos estão desligados? ii. Válvulas e pistões Todas as gavetas estão completamente preenchidas? iii. Fonte eletropneumática A fonte está desligada? iv. Cabos pneumáticos Todos os cabos pneumáticos foram guardados na ultima gaveta? v. Cabos elétricos Todos os cabos elétricos foram guardados na ultima gaveta? vi. Empréstimos Usou alguma coisa de outra bancada? O quê? Foi devolvido? vii. Defeitos Encontrou um equipamento ou acessório com problema? Preencheu uma Comunicação de Defeito? viii. Limpeza A bancada está limpa? ANEXO A Elementos Disponíveis na Bancada Qtd. Código Descrição Eletroválvula direcional 5/2 vias acionada por duplo solenóide com acionamentos manuais auxiliares e LEDs indicadores de operação Eletroválvula direcional 5/2 vias acionada por simples solenóide, retorno por mola e com acionamento manual auxiliar e LED indicador de operação Eletroválvula direcional 3/2 vias NF acionada por simples solenóide, retorno por mola e com acionamento manual auxiliar e LED indicador de operação Sensor de proximidade magnético indutivo com sinal de saída PNP para uso em conjunto com cilindro de êmbolo magnético Conversor pneumático-eletrônico com sinal de saída PNP e faixas de acionamento de -0,2 a -0,80bar (vácuo), 0,25 a 8bar (pressão) e de -0,95 a +8bar (pressão diferencial) Fonte de alimentação estabilizada com Vin de 110/220Vca a 60Hz, Vout de 24Vcc, Iout de 5A e proteção contra curto-circuito Jogo de cabos elétricos composto por cabos vermelhos de 0,5m (35un) e de 1m (10un) e cabos azuis de 0,5m (10un) e de 1m (5un) Placa com 3 relés tendo cada um 4 contatos comutadores e LEDs indicadores de operação Placa com 3 botões elétricos (2 pulsadores e 1 com trava) tendo cada um 2 contatos NA e 2 NF Eletroválvula direcional 5/2 vias acionada por duplo solenóide com acionamentos manuais auxiliares e LEDs indicadores de operação Eletroválvula direcional 5/2 vias acionada por simples solenóide, retorno por mola e com acionamento manual auxiliar e LED indicador de operação Eletroválvula direcional 3/2 vias NF acionada por simples solenóide, retorno por mola e com acionamento manual auxiliar e LED indicador de operação Sensor de proximidade magnético indutivo com sinal de saída PNP para uso em conjunto com cilindro de êmbolo magnético Escola Politécnica da USP, Dep. de Eng. Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos 2 o sem