Trabalho Acionamentos

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS CENTRO DE ENGENHARIAS Nota Disciplina Acionamentos Hidráulicos e Pneumáticos Professor Gilson Porciúncula Semestre 202401 Data de Entrega 17102024 Alunos as Trabalho Grupo 4 Analise o sistema da figura abaixo e proponha uma solução de acionamento pneumático para a automação do sistema Desenvolva o Diagrama trajeto passo circuito pneumático pelo Método Intuitivo Método Cascata e Método de Sequência Mínima Simule os circuitos no FluidSim Implemente na bancada didática do Laboratório de Automação Industrial o sistema utilizando dois dos métodos simulados Material a ser entregue 1 Memorial Descritivo do Projeto ü Apresentação da Solução proposta ü Identificação dos componentes do sistema ü Apresentação da aplicação dos métodos de projeto de circuitos sequenciais ü Apresentação do circuito destacando os diferentes estados do sistema ü Conclusões 2 Apresentação e explicação da solução implementada na Bancada em Vídeo Funções dos atuadores 1A Bloquear caixa 2A Elevardescer esteira 3A Empurrar Caixa Figura 1 Sistema de Transporte Projeto de acionamento hidráulico e pneumático 1 Descrição do problema Proponha uma solução de acionamento pneumático para a automação do sistema esquematizado na Figura 1 Figura 1 Sistema de Transporte 11 Avaliação do funcionamento do sistema de transporte O pistão 1A é um pistão de bloqueio Logo a sua posição recuada habilita o transporte da caixa para esteira de elevação e sua posição avançada bloqueia a admissão de novas caixas Portanto o pistão 1A deve iniciar avançado para bloquear as caixas Ao acionar um botão ele deve recuar para admitir uma caixa e avançar novamente para evitar admissão de nova caixa O pistão 2A é responsável pela admissão da caixa a ser transportada pistão 2A recuado e posicionamento desta no ponto de transporte em um ponto mais elevado pistão 2A avançado Portanto ao admitir uma caixa o pistão 2A deve avançar elevando a esteira para o ponto de transporte e aguardar até que este seja finalizado Por fim o pistão 3A é responsável pelo transporte da caixa no ponto mais elevado do sistema Para tal ele precisa avançar até o final de curso e em seguida retornar à posição totalmente recuada para viabilizar novos transportes Ao final do transporte realizado pelo pistão 3A o pistão 2A deve retornar a esteira ao ponto mais baixo para admitir novas caixas reiniciando o processo Logo a sequência de acionamento dos pistões é dada por 1A 1A 2A 3A 3A 2A cujo diagrama trajetopasso é esquematizado na Figura 2 1 A 2 A 3 A Figura 2 Diagrama trajetopasso do sistema de transporte A seguir serão apresentados os circuitos pneumáticos desenvolvidos para estabelecer esta sequência utilizando os Métodos Intuitivo e Cascata bem como circuito eletropneumático pelo método de Sequência Mínima equivalente 2 Métodos de projeto Originalmente os métodos para solucionar processos pneumáticos eram de baixa complexidade e normalmente solucionadas por meio do emprego de componentes pneumáticos como válvulas E válvulas OU e válvulas direcionais de pequeno porte Com aumento da complexidade dos sistemas de automação e novas tecnologias disponíveis para processamento de sinais aplicouse circuitos elétricos compostos de relés chaves contatores entre outros em conjunto com válvulas direcionais eletropneumáticas Posteriormente intensificouse o uso de Controladores Lógicos Programáveis em substituição das lógicas a relé e às válvulas eletropneumáticas utilizadas para processamento de informações Esta complexidade trouxe a necessidade de métodos de projeto que fossem capazes de atender a diferentes tipos de aplicação e tecnologias Em se tratamento do uso somente da tecnologia pneumática têmse à disposição o Método Intuitivo o Método Cascata e o Método PassoaPasso Tradicional Para sistemas com tecnologia eletropneumática podese empregar o Método Eletropneumático Intuitivo o Método de Sequência Mínima ou o Método de Maximização de Contatos Neste projeto serão empregados os Métodos Intuitivo Método Cascata e Método de Sequência Mínima para desenvolvimento dos circuitos necessários para estabelecer a sequência desejada para o sistema de transporte de caixas O método intuitivo estabelece algumas orientações para construção do diagrama eletropneumático porém a escolha das válvulas e interligações para o comando pneumático depende da experiência e criatividade do projetista Já o método cascata aplicase em sistemas com tecnologias puramente pneumáticas e baseiase no emprego de válvulas direcionais 52 ou 42 vias com acionamento por dupla pilotagem as quais atuam como válvulas inversoras e estão interligadas de forma que apenas a válvula que fornece sinal à ação a ser executada esteja alimentada por ar comprimido eliminado a necessidade de uso de roletes escamotáveis e garantindo a execução da sequência Por fim o método de sequência mínima faz uso das tecnologias pneumáticas e elétrica para estabelecimento da sequência de forma semelhante ao método de cascata mas o comando fica a cargo dos elementos elétricos presente no sistema 21 Projeto pelo Método Intuitivo A Figura 3 esquematiza o projeto pelo Método Intuitivo utilizando o software FluidSIM da Festo Para fazer com que o pistão 1A inicie avançado a posição inicial da válvula 42 vias conectado a ele foi alterada viabilizando o avanço do pistão no início da aplicação Abaixo a lista de válvulas e demais dispositivos utilizados para este projeto 3 cilindros de dupla ação 1A 2A e 3A 3 válvulas 42 vias com dupla pilotagem para controle de posição dos pistões 3 válvulas 32 vias com dupla pilotagem 3 válvulas 32 vias com atuador tipo fimdecurso e retorno por mola S2 S4 e S6 3 válvulas 32 vias posição de inicial mantido por mola e atuador tipo rolete escamotável com acionamento no retorno do pistão S1 S3 S5 1 válvula 32 vias com atuador tipo botão de impulso e retorno por mola START A sequência inicia com a pressão no botão START que pilota a válvula 42 vias do pistão 1A para retorno deste admitindo uma caixa no sistema Ao encontrar a válvula fimdecurso S1 a válvula 42 vias do pistão 1A é novamente pilotada para estabelecer a posição avançada bloqueando a próxima caixa do sistema Uma válvula direcional na linha de pilotagem da válvula 42 vias do pistão 2A é também acionada permitindo que o comando do fimdecurso S2 pilote esta avançando o pistão 2A Figura 3 Circuito pneumático para o Sistema de Transporte de Caixas pelo Método Intuitivo Quando o pistão 2A aciona o fimdecurso S4 a válvula 42 vias conectada ao pistão 3A é pilotada e este avança até S6 Foi utilizando uma válvula 32 vias com dupla pilotagem em série com o fimdecurso S4 pois o pistão 2A é mantido avançado até o final da sequência de modo que este comando impediria o retorno do pistão 3A Quando o fimdecurso S6 é acionado pelo pistão 3A este pilota tanto a válvula 42 vias conectado ao pistão 3A quanto a válvula 32 vias de dupla pilotagem ligada na linha de acionamento dela de modo que o pistão 3A retorna à posição recuada Ao acionar o fimdecurso S5 uma pilotagem na válvula 42 vias é enviado recuando o pistão 2A Todo o sistema é condicionado às posições iniciais quando o pistão 2A aciona o fimdecurso S3 habilitando o reinício da sequência 22 Projeto pelo Método Cascata A Figura 4 esquematiza o projeto pelo Método Cascata utilizando o software FluidSIM da Festo Como o método Cascata preconiza o uso de válvulas 52 vias com dupla pilotagem para manter o pistão 1 A inicialmente avançado trocouse as linhas de acionamento entre a válvula e o pistão Abaixo a lista de válvulas e demais dispositivos utilizados para este projeto 3 cilindros de dupla ação 1A 2A e 3A 3 válvulas 52 vias com dupla pilotagem para controle de posição dos pistões 2 válvulas 52 vias com dupla pilotagem para controle das linhas de acionamento dos grupos 5 válvulas 32 vias com atuador tipo fimdecurso e retorno por mola S1 S2 S4 S5 e S6 1 válvula 32 vias com atuador tipo botão de impulso e retorno por mola START Primeiramente dividiuse a sequência em 3 grupos conforme determina o método onde dois pistões não podem estar em um mesmo grupo simultaneamente conforme abaixo 1 A Grupo I 1 A2 A3 A Grupo II 3 A2 A Grupo III Para cada grupo terá uma linha de acionamento específica e um total de 2 válvulas 52 vias de dupla pilotagem conectadas em série cascata para comando destas linhas de acionamento Esta quantidade é sempre o total de grupos menos 1 Figura 4 Circuito pneumático para o Sistema de Transporte de Caixas pelo Método Cascata A primeira válvula da cascata tem que estar conectada na linha do primeiro grupo e no último grupo o qual a pilota para reinício da sequência Já a segunda válvula habilita o segundo grupo e a outra conexão está em série com a válvula a outra válvula da cascata As válvulas 32 vias que fazem transições entre grupos pilotam as válvulas 52 vias da cascata ao passo que dentro de um mesmo grupo as válvulas 32 vias pilotam diretamente as válvulas 52 vias ligadas aos pistões Desta forma o botão de impulso START pilota a válvula 52 vias da cascata para retornar o pistão 1A O fimdecurso S1 realiza a comutação do Grupo I para o Grupo II por meio da pilotagem da outra válvula 52 vias da cascata que realiza o novo avanço de 1A Já o fimdecurso S2 pilota a válvula 52 vias diretamente para avanço do pistão 2A pois estão no mesmo grupo de acionamento 23 Projeto pelo Método de Sequência Mínima A Figura 5 esquematiza o projeto pelo Método de Sequência Mínima utilizando o software FluidSIM da Festo De forma semelhante ao método anterior trocouse as linhas de acionamento entre a válvula e o pistão para manter o pistão 1A inicialmente avançado Figura 5 Circuito pneumático para o Sistema de Transporte de Caixas pelo Método de Sequência Mínima Abaixo a lista de eletroválvulas e demais dispositivos utilizados para este projeto 3 cilindros de dupla ação 1A 2A e 3A 3 válvulas 52 vias com dupla solenoide para controle de posição dos pistões 3 relés com grupos de contatos normalmente aberto e normalmente fechado 5 chaves fimdecurso para detectar posição dos pistões S1 S2 S4 S5 e S6 1 botão de impulso START Este método é equivalente ao método Cascata onde a sequência é dividida em grupos a partir do diagrama trajetopasso A diferença é que as linhas são de acionamento do comando elétrico e são controladas por meio de contatos dos relés Para 3 grupos são necessários 3 relés e 3 linhas auxiliares De forma semelhante ao método Cascata as linhas auxiliares são energizadas por meio dos grupos Assim o botão START realiza a energização do Grupo I por meio do relé K1 que realiza o retorno do pistão 1A por meio da energização do solenoide Y1 A chave fimdecurso S2 realiza a comutação para o Grupo II retirando a energia da bobina do relé K1 e energizando a bobina do relé K2 Uma vez energizada esta linha realiza o novo avanço de 1A por meio da energização do solenoide Y2 Num mesmo grupo os contatos das chaves fimdecurso são alimentados pela linha auxiliar e acionam diretamente os solenoides correspondentes S2 alimenta o solenoide Y3 avançando o pistão 2A a chave fimdecurso S4 ao ser acionada alimenta o solenoide Y5 avançando o pistão 3A Por fim a chave fimdecurso S6 comuta a linha auxiliar para o Grupo III alimentando o solenoide Y6 e retornando o pistão 3A O retorno do pistão 2A no grupo III é feito por meio do contato normalmente aberto da chave fimdecurso S5 que alimenta o solenoide Y4 3 Conclusões A aplicação de 3 métodos diferentes para projeto do transporte de caixas por meio de um sistema automatizado realizado por pistões foi realizada com sucesso tendo diferentes resultados em termos de quantidade de componentes e complexidade de implementação No Método Intuitivo foram utilizadas diversas válvulas no projeto e foi necessário um tempo maior para desenvolvimento do circuito pneumático muitas vezes projetado com auxílio de etapas de simulação no FluidSIM para obtenção de soluções para os problemas encontrados Já no Método de Cascata a implementação foi simplificada visto que existe um procedimento a ser cumprido Isto resultou em um circuito pneumático mais simplificado com necessidade de menos válvulas para desenvolvimento do projeto A dificuldade encontrada foi o correto acionamento das válvulas na cascata que caracterizam as memórias do sistema principalmente na válvula 1A que já iniciava avançada no começo da aplicação Por fim o Método de Sequência Mínima trouxe maior facilidade pelo uso de relés como elementos de memória sendo mais fáceis de operar por trabalhar com chaves em apenas duas posições aberto ou fechado