Analise de Termopares e Medicoes de Temperatura - Roteiro 1

Com base nos dados da Tabela 5 do Roteiro 1 considerando as medições executadas no sensor 1 e com um intervalo de confiança de 95 o valor esperado de próximas medições estaria em 817 ºC 13 ºC 811 ºC 13 ºC 817 ºC 17 ºC 817 ºC 09 ºC 811 ºC 17 ºC Com base nos dados da Tabela 5 do Roteiro 1 e considerando que o erro de leitura dos termopares depende da família e da temperatura medida podemos afirmar que O erro do termopar do tipo T trabalhando em 50ºC é de 1ºC O erro do termopar do tipo K especial trabalhando em 1100ºC é de 22ºC O erro do termopar do tipo J trabalhando em 500ºC é de 375ºC opções V F F F F F F V V V F V F F V Com base nos dados da Tabela 5 do Roteiro 1 no sistema do sensor 2 foi instalado um termopar do tipo J Considerando que a junta fria estava com uma temperatura de 47ºC e que a temperatura do vapor foi medida com um termômetro calibrado resultando em 283ºC qual o valor esperado de tensão na saída do sistema 11145 mV 10784 mV 13796 mV 12959 mV 15386 mV Pela temperatura da junta fria é esperada uma tensão de 1797 mV naquela Tabela 4 Tensão mV no termopar do tipo J de acordo com a temperatura 240440ºC Com base nos dados da Tabela 5 do Roteiro 1 e considerando os critérios da potência termoelétrica o melhor termopar para trabalhar na temperatura de 1000ºC é o Tipo K Tipo S Tipo E Tipo J Tipo B Com base nos dados da Tabela 5 do Roteiro 1 e em suas pesquisas podese afirmar que o erro padrão da amostra do sensor 3 foi de 14 ºC 11 ºC 18 ºC 05 ºC 22 ºC Com base nos dados da Tabela 5 do Roteiro 1 e considerando o que foi aprendido nesses experimentos e nos resultados que obteve você pode afirmar que A temperatura da junta fria não influencia nos resultados de medição de temperatura Para evitar erros de medição pela variação da temperatura da junta fria podemos usar cabos de extensão até o controlador que são do mesmo material do termopar O material que o termopar é fabricado não interfere nos resultados de medição de tensão para uma mesma temperatura opções V V F F V F F V V F F F F F V 7 Procedimentos experimentais Uma empresa deseja automatizar uma parte do processo de montagem de um eixo A parte a ser automatizada será a colocação de um rolamento no eixo que deve ser prensado pois a montagem é com interferência Depois daquela o rolamento deve ser lubrificado O operador vai posicionar o eixo com o rolamento na máquina depois vai se afastar e acionar o botão que inicia a montagem Depois de cálculos e alguns testes executados pelo time de engenharia de produto descobriuse que a máquina deve prensar o rolamento com uma força entre 300 e 500 N Depois de montado a máquina deve lubrificar o rolamento e liberar a peça Depois de cálculos chegouse à conclusão de que a força para fixar a peça deve ser entre 30 e 60 N Com bases nessas informações projete o esquema de automação que deve ser executado Pense em como deve ser feito esse controle e quais equipamentos devem ser usados O equipamento deve ter um sistema de segurança para evitar que o operador se machuque durante a montagem 8 Cálculos e análises de resultados Depois de pesquisar você sabe que deve separar o projeto em dois grupos a Escolha dos equipamentos de acionamento e sensores b Projeto do sistema de controle As operações da nossa máquina podem ser separadas em a Operador posiciona o eixo com o rolamento b Operador se afasta do local c Botão é acionado d O eixo é fixado na máquina com uma força entre 30 e 60 N e A montagem é iniciada sendo que a força deve ser mantida entre 300 e 500 N f A peça deve ser lubrificada g No final o eixo deve ser solto h O operador pode retirar a peça Lembrando que em qualquer momento que o operador se aproxime do equipamento ele deve parar a operação e voltar para a posição inicial Para escolher os equipamentos de acionamento podemos usar atuadores lineares pneumáticos para fixar a peça e a montagem Fazendo uma pesquisa no site da Festo httpswwwfestocomcatptbrbrxDKIasp podemos encontrar dois modelos que são apropriados para nossa operação a DSNU10100PA curso de 100 mm e força de 47 N usado na fixação b DSNU32250PPSA curso de 250 mm e força de 482 N usado na montagem O uso do sistema pneumático foi definido por ter uma velocidade maior no acionamento ser mais barato que o sistema hidráulico e pela fábrica já possuir sistema de ar comprimido centralizado Na parte da montagem poderia ser feita uma automação totalmente pneumática sendo controlado pelo sistema pneumático com válvulas de fim de curso Devido à necessidade de manter a força de montagem dentro de uma faixa determinada e de ter um sistema de segurança vamos optar por atuar na válvula pneumática de forma elétrica usando um solenoide Para isso usaremos uma válvula direcional de 5 vias e duas posições para conseguir atuar no pistão com dupla ação Essa válvula deve ter uma mola que se mantém em uma posição e um solenoide que quando acionado muda para a outra posição Perceba na Figura 1 que estamos usando também uma válvula reguladora de vazão Ela está na entrada de ar e regula a velocidade de acionamento do pistão Usamos também silenciadores para reduzir o ruído do ar que vai escapar da válvula quando o pistão mudar de posição Nessa válvula a mola mantém a posição até que o solenoide é acionado pelo CLP Dessa forma quando o sistema deseja que o pistão se movimente é só ele enviar um sinal para o solenoide Quando quer que ele retorne é só retirar esse sinal Figura 1 Esquema de ligação do sistema pneumático Solenoide Mola Silenciador Regulador de Vazão Alimentação de ar Esse esquema serve tanto para a fixação do eixo quanto para a montagem Para controlar se a força está fora do normal vamos instalar uma célula de carga que consegue medir a força que está atuando sobre o sistema Caso essa força esteja fora do especificado o CLP deve cancelar a operação e acionar um alarme avisando o operador Para proteger o local usaremos uma cortina de luz de segurança Caso o operador entre na região a cortina consegue detectar e envia um sinal ao CLP Com essa informação o CLP consegue parar a montagem Para controlar a lubrificação usaremos um sistema pressurizado em que uma válvula de controle do tipo liga e desliga libera ou interrompe o lubrificante Esse sistema será um controle em malha aberta pois não vamos monitorar a quantidade de lubrificante que foi colocado Com base na pressão e na vazão quando a válvula estiver aberta determinamos um tempo de lubrificação de 1 segundo Nas manutenções preventivas a quantidade de lubrificante deve ser verificada Com base nestes nossos estudos conseguimos determinar quais equipamentos vamos usar Agora precisamos determinar a lógica do controlador Para realizála usaremos os condicionais Se para executar a operação somente se estiver na faixa de força adequada Chegamos ao seguinte algoritmo simplificado Se SinalBotão 1 quando o botão de iniciar for acionado Enquanto SinalCortinaLuz 0 se ninguém estiver na região de montagem SinalSolenoideVálvulaDirecionalFixação 1 aciona o sistema de fixação Se ValorForçaFixação está entre 30 e 60N célula de carga da fixação SinalSolenoideVálvulaDirecionalMontagem 1 aciona o sistema de montagem Se ValorForçaMontagem está entre 300 e 500N célula de carga da montagem SinalSolenoideVálvulaDirecionalMontagem 1 mantém acionado SinalVálvulaLubrificação 1 abre a lubrificação Aguarde 1 segundo tempo de lubrificação SinalVálvulaLubrificação 0 fecha a lubrificação SinalSolenoideVálvulaDirecionalMontagem 0 retorna o sistema de montagem SinalSolenoideVálvulaDirecionalFixação 0 retorna o sistema de fixação Emitir alerta Montagem concluída Caso contrário ValorForçaMontagem está fora da faixa entre 300 e 500N SinalSolenoideVálvulaDirecionalMontagem 0 retorna o sistema de montagem Emitir alerta Força de montagem fora da faixa Caso contrário ValorForçaFixação está fora da faixa entre 30 e 60N SinalSolenoideVálvulaDirecionalMontagem 0 retorna o sistema de montagem SinalSolenoideVálvulaDirecionalFixação 0 retorna o sistema de fixação Emitir alerta Força de fixação fora da faixa Caso contrário Alguém invadiu a região SinalSolenoideVálvulaDirecionalMontagem 0 retorna o sistema de montagem SinalSolenoideVálvulaDirecionalFixação 0 retorna o sistema de fixação Emitir alerta Área de montagem invadida Não importa qual linguagem será utilizada a lógica aplicada será essa Ela poderá ser transformada por exemplo na linguagem ladder muito usada em PLCs O PLC depois de inicializado possui um ciclo em que ele faz a leitura das entradas transfere os dados para a memória executa o algoritmo e atualiza as saídas dos atuadores Com base neste nosso projeto e no conteúdo sobre controles e equipamentos de acionamento responda às questões a seguir De acordo com o roteiro 2 e considerando o exercício 8 qual a velocidade do pistão se a vazão for reduzida em 30 O 008 ms O 014 ms O 010 ms O 012 ms O 006 ms 9 20 da pontuação Considerando o exercício 8 qual a velocidade do pistão se a vazão for reduzida em 30 a 006 ms b 008 ms c 010 ms d 012 ms e 014 ms Considerando o conteúdo do Roteiro 2 o tipo de controle que nosso experimento possuía na fixação do eixo é conhecido como O Controle inteligente O Controle de malha aberta O Controle de malha fechada O Controle de ajuste fixo O Controle de fixação 10 10 da pontuação Considerando a utilização de motores elétricos em nossa aplicação assinale a alternativa correta a O uso de motor de passo seria adequado se precisássemos de uma grande precisão no posicionamento b A vantagem de usar um servo motor é que ele possui uma grande liberdade de movimentação em qualquer modelo c O uso de motores de corrente alternada deve ser evitado pois será difícil fazer a conversão de energia na fábrica d O motor brushless deve ser evitado pois possui grande ruído e perdas e O motor síncrono possui um escorregamento em sua rotação Considerando o conteúdo do Roteiro 2 lá no sistema de lubrificação o controle poderia ser classificado como Controle inteligente Controle de malha fechada Controle de malha aberta Controle de fixação Controle de ajuste fixo 2 5 da pontuação O tipo de controle que nosso experimento possuía na fixação do eixo é conhecido como a Controle de fixação b Controle de ajuste fixo c Controle de malha fechada d Controle de malha aberta e Controle inteligente Questão 3 Considerando o conteúdo tratado no roteiro de prática 2 para movimentar o pistão pneumático e controlar sua velocidade foram utilizadas duas válvulas de controle Quais os tipos que foram usados respectivamente Direção e Reguladora de Pressão Reguladora de Fluxo e Reguladora de Pressão Direção e Reguladora de Fluxo Reguladora de Fluxo e Direção Reguladora de pressão e Direção Questão 5 Com base do roteiro 2 e considerando o nosso experimento a força aplicada pelo cilindro pneumático pode ser classificada como Variável composta Variável atuadora Variável manipulada Variável controlada Variável realimentadora 2 5 da pontuação O tipo de controle que nosso experimento possuía na fixação do eixo é conhecido como a Controle de fixação b Controle de ajuste fixo c Controle de malha fechada d Controle de malha aberta e Controle inteligente No experimento foi escolhida a energia pneumática Em relação à energia do sistema assinale a alternativa correta Um atuador elétrico poderia ser usado mas teria uma precisão muito menor que o sistema pneumático A escolha do sistema pneumático sempre deve ser evitada pela formação de água na linha de ar comprimido que acaba estrando os equipamentos O sistema hidráulico traria uma redução de custo do sistema O sistema pneumático geralmente traz uma maior velocidade na movimentação O sistema hidráulico apesar de ser mais caro não precisa de reservatório como no sistema pneumático e em alguns casos pode ser uma vantagem 6 10 da pontuação No experimento foi escolhida a energia pneumática Em relação à energia do sistema assinale a alternativa correta a O sistema hidráulico traria uma redução de custo do sistema b O sistema pneumático geralmente traz uma maior velocidade na movimentação c A escolha do sistema pneumático sempre deve ser evitada pela formação de água na linha de ar comprimido que acaba estragando os equipamentos d Um atuador elétrico poderia ser usado mas teria uma precisão muito menor que o sistema pneumático e O sistema hidráulico apesar de ser mais caro não precisa de reservatório como o sistema pneumático e em alguns casos pode ser uma vantagem Considerando o roteiro de prática 2 a montagem do eixo de nosso experimento é classificada como montagem por interferência Pelo desvio que pode existir na fabricação do eixo e do rolamento as forças para a montagem podem variar Com base no sistema de montagem do experimento e no conteúdo sobre controles assinale a alternativa incorreta O controle da montagem pode ser classificado como um controle de malha fechada O atuador na montagem é o cilindro pneumático O sistema em malha fechada foi escolhido na montagem para garantir a força que foi aplicada durante a montagem garantindo a qualidade do produto O sensor usado na montagem é uma célula de carga O sistema em malha aberta foi escolhido na montagem por ser suficiente e com menor custo que o sistema em malha fechada 4 5 da pontuação A montagem do eixo de nosso experimento é classificada como montagem por interferência Pelo desvio que pode existir na fabricação do eixo e do rolamento as forças para a montagem podem variar Com base no sistema de montagem do experimento e no conteúdo sobre controles assinale a alternativa incorreta a O sistema em malha fechada foi escolhido na montagem para garantir a força que foi aplicada durante a montagem preservando a qualidade do produto b O atuador na montagem é o cilindro pneumático c O sensor usado na montagem é uma célula de carga d O controle da montagem pode ser classificado como um controle de malha fechada e O sistema em malha aberta foi escolhido na montagem por ser suficiente e com menor custo que o sistema em malha fechada Considerando a utilização de motores elétricos em nossa aplicação assinale a alternativa correta O uso de motor de passo seria adequado se precisássemos de uma grande precisão no posicionamento O uso de motores de corrente alternada deve ser evitado pois será difícil fazer a conversão de energia na fábrica O motor brushless deve ser evitado pois possui grande ruído e perdas A vantagem de usar um servo motor é que ele possui uma grande liberdade de movimentação em qualquer modelo O motor síncrono possui um escorregamento em sua rotação Questão 6 Com base no roteiro 2 a lubrificação no final da montagem é essencial para garantir o posterior funcionamento do eixo com o rolamento Com base no sistema de lubrificação do experimento e no conteúdo sobre controles assinale a alternativa correta O sistema de lubrificação desse equipamento pode ser classificado como um controle em malha aberta O controle em malha fechada foi escolhido por possuir o menor custo de instalação e de manutenção Apesar de usar malha fechada se o sistema foi bem projetado não será necessária uma verificação posterior no sistema de lubrificação para garantir a vazão depositada Para garantir uma boa lubrificação foi necessário o uso do controle em malha fechada com retroalimentação dos sensores O sensor do sistema de lubrificação é a bomba que mantém o lubrificante pressurizado garantindo a correta vazão Questão 1 c 81717 C Questão 2 c F V V Questão 3 d 12959 Questão 4 c E Questão 5 e 22 C Questão 6 b FVF Segunda Parte Questão 8 Não há dados de Velocidade Questão 9 Não há dados de Velocidade Questão 10 c Malha fechada Questão 2 c Malha fechada Questão 3 d O sistema pneumático geralmente traz uma maior velocidade na movimentação Questão 6 b O sistema pneumático geralmente traz uma maior velocidade na movimentação Questão 7 e O sistema de malha aberta foi escolhido na montagem por ser suficiente e com menor custo que o sistema de malha fechada Questão 4 e O sistema de malha aberta foi escolhido na montagem por ser suficiente e com menor custo que o sistema de malha fechada Questão 5 a O uso de motor de passo seria adequado se precisássemos de uma grande precisão no posicionamento Questão 10 a O uso de motor de passo seria adequado se precisássemos de uma grande precisão no posicionamento Questão 11 c controle de malha aberta Questão 2 c controle de malha fechada Questão 3 c Direção e reguladora de fluxo Questão 5 d Variável controlada Questão 6 a O sistema de lubrificação desse equipamento pode ser classificado como um controle de malha aberta