ESCOLA NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE DEPARTAMENTO DE MÁQUINAS MARÍTIMAS M418 AUTOMAÇÃO NAVAL TRABALHO LABORATORIAL Nº1 SIMULAÇÃO DE SISTEMAS DE COMANDO ATRAVÉS DO WEBTRAINER (BOSCH) E AUTOMATION STUDIO Por: Prof. Luis Filipe Baptista Eng. Carlos Santos Silva E.N.I.D.H. 2006/2007
TRABALHO LABORATORIAL Nº 1 SIMULAÇÃO DE SISTEMAS DE COMANDO ATRAVÉS DO WEBTRAINER (BOSCH) E AUTOMATION STUDIO 1. INTRODUÇÃO O estudo, análise e desenvolvimento de circuitos de comando é, hoje em dia, grandemente auxiliado através da utilização de software específico de simulação de sistemas de comando. No caso da disciplina de Automação Naval, temos ao dispor duas ferramentas de simulação, que são: Webtrainer (BOSCH): este software didáctico funciona no Internet Explorar e permite estudar os diversos componentes de sistemas pneumáticos e hidráulicos, ver o seu funcionamento interno através de esquemas animados e simular o modo de funcionamento de circuitos típicos; O Automation Studio: é um software didáctico/profissional que permite projectar, simular e testar o funcionamento de circuitos eléctricos, electrónicos, pneumáticos, electro-pneumáticos, hidráulicos e electro-hidráulicos. Fig.1. Página em Internet Explorer do Bosch Webtrainer (Electrohidráulica). ENIDH 4º Ano da LEMM 1
2. OBJECTIVOS O objectivo deste primeiro trabalho de laboratório é o seguinte: Realizar um curso de refrescamento/actualização sobre simbologia normalizada ISO- CETOP 1219, modos de funcionamento de componentes e análise de circuitos pneumáticos e hidráulicos, correntemente utilizados em instalações marítimas e industriais, através da utilização de pacotes de aprendizagem interactiva de elevado rendimento; Familiarizar os alunos com estas ferramentas de aprendizagem interactiva (nos casos em que tal seja novidade). No caso dos alunos que já tenham algum contacto com estes pacotes de software, irá permitir aprofundar os conhecimentos entretanto adquiridos na disciplina de Automação do Curso de EMM. Permitir através do software Automation Studio (versão 3.0.5) a realização de um pequeno projecto e a respectiva simulação de um circuito de comando de baixa/média complexidade. 3. TRABALHO A REALIZAR No decorrer do presente ano lectivo, estão disponíveis no Laboratório de Automação e Controlo (LAC), os seguintes módulos interactivos do Webtrainer (BOSCH): 1. Sistemas pneumáticos; 2. Electrohidráulica. Estes módulos estão instalados em seis computadores do LAC, pelo que poderão ser utilizados pelos grupos de alunos previamente definidos no início das aulas (grupos de 2 alunos). Deste modo, no decorrer das próximas três aulas (25/10, 1/11 e 8/11) os alunos irão efectuar o estudo dos dois pacotes anteriormente indicados, nas áreas da pneumática e da electrohidráulica. Deste modo, pretende-se que efectue as seguintes tarefas: 1. Analise o conteúdo dos módulos de pneumática e hidráulica que escolher para a realização do trabalho. Realize os respectivos exercícios e responda aos questionários no final dos exemplos de simulação. Transporte os aspectos mais significativos dos módulos para o relatório (ficheiro em Word) e comente detalhadamente os principais circuitos analisados. Nota 1: Não se pretende que analise todos os circuitos basta que apresente elementos sobre os 4 circuitos que considerem mais interessantes. Nota 2: Pode copiar os esquemas directamente do programa para o relatório. Para isso, pode usar a opção PrintScreen e o Paint para recortar as figuras. 2. Após terminar a análise aos conteúdos dos módulos interactivos, seleccione um dos esquemas estudados e projecte o respectivo circuito de comando no Automation Studio (versão 3.05). Simule o seu funcionamento. Ligue o computador à bancada pneumática ou hidráulica e verifique o através da opção Interface o funcionamento do circuito com componentes reais. 3. Opção: O ponto 3 poderá ser substituído por um dos três exemplos a seguir indicados. Estes problemas são fornecidos como exemplos alternativos, caso os alunos queiram simular no Automation Studio outros problemas, distintos dos apresentados nos módulos do Webtrainer. ENIDH 4º Ano da LEMM 2
EXEMPLOS ALTERNATIVOS DE SISTEMAS PARA SIMULAÇÃO EM AUTOMATION STUDIO 3.1. Prensa hidráulica Considere uma prensa hidráulica num processo de estampagem. O operador da prensa coloca em a peça para a estampagem (sensor S1) e de seguida activa a botoneira S2. A prensa inicia então o ciclo de descida rápida até ao nível indicado pelo sensor S4 e executa então a estampagem a uma velocidade mais baixa até ao final (sensor S5). Finalmente a prensa recua à posição inicial (sensor S3). O operador pode então retirar a peça e iniciar um novo ciclo. 1. Considere a possibilidade de recuar a prensa em qualquer instante através de uma botoneira de emergência; 2. Considere outras situações de emergência, como por exemplo o encravamento do sensor S2. 3.2. Sistema de furação pneumático Considere um sistema de furação pneumáticode uma fábrica. As peças a serem furadas circulam num tapete. Quando uma peça actua o sensor S1, um cilindro A empurra a peça até ao posto de furação. Quando a peça chega a este posto (sensor S2), é actuado um sistema de aperto B. Só então é iniciada a furação da peça através do cilindro C. Após a peça estar furada (Sensor S3), o cilindro C recua. Após o recuo deste cilindro, o sistema de aperto B é desactuado e finalmentea peça é posicionada novamente no tapete. 1. Considere a possibilidade de parar o ciclo e recomeçá-lo a partir do ponto de paragem. 2. Considere a possibilidade de parar o sistema de furação através de uma botoneira de emergência. Nesse caso a peça colocada deverá ir para o lixo e por isso, esta situação deve contemplar o recuo do enegnho de furação, a abertura do sistema de aperto e o recuo do sistema de posicionamento A só após a desactuação da botoneira de emergência. 3.3. Sistema de controlo de qualidade Considere uma fábrica de produção de bebidas, em que no final é feito um controlo de qualidade ao nível de líquido através de um sistema laser, quando a garrafa atinge a posição S0: se o nível estiver acima de S1 e abaixo de S2, a garrafa é enviada para a linha de embalagem o cilindro A avança até S4, o sistema de posicionamento B é actuado, o cilindro A Avança até à posição S5, o sistema B é desactuado e finalmente o cilindro A recua até à posição inicial S3. Se o nível estiver abaixo de S1 (demasiado vazia) ou acima de S1 e S2 (demasiado cheia), a garrafa é rejeitada o cilindro C avança, empurra a garrafa para um depósito e recua de seguida. Considere que a informação sobre os níveis S1 e S2 são dados através de botoneiras. 1. Considere a situação de emergência na linha acionada através de uma botoneira de emergência. Neste caso, independentemente dos valores de S1 e S2, a garrafa é rejeitada. ENIDH 4º Ano da LEMM 3
4. RELATÓRIO A REALIZAR O relatório deverá conter uma descrição sucinta do conteúdo dos módulos interactivos. Deverá abordar os principais componentes e esquemas e descrever o respectivo modo de funcionamento. Na parte final do relatório, deve ser descrito em detalhe o esquema tratado em pormenor no AutomationStudio. O relatório deverá ser entregue em papel e em suporte electrónico (ficheiros e Word e Automation Studio) até ao final de Dezembro. O relatório será posteriormente objecto de uma discussão oral com os docentes da disciplina, de modo a poder ser atribuída a nota do primeiro trabalho, conforme consta das Regras de Avaliação da disciplina. A nota deste trabalho contribui com 40% para a nota final da disciplina. O relatório deverá obedecer obrigatoriamente às Normas de Elaboração de Relatórios fornecidas aos alunos no início do semestre lectivo. ENIDH 4º Ano da LEMM 4