motores

Automação Industrial

Trabalho elaborado por: …..

Orientado por: ……

Automação Industrial - 1 -

Resumo

Este trabalho implementa um sistema de passadeiras rolantes (Fig.1), automatizado do

tipo industrial, utilizando um controlador programável com módulos analógicos de

entrada e saída. O comando do arranque / paragem também pode ser feito através da

consola de comando exterior. Para a detecção dos materiais são usados dois sensores, um

sensor fotoeléctrico e um sensor de proximidade capacitivo.

Fig1


Índice

Resumo 1

Introdução 3

Objectivos 4

Assuntos pesquisados 4

Escolha do projecto 5

Desenvolvimento 5

Vantagens e desvantagens dos autómatos 5

Características de um autómato 7

Componentes da automação 9

Linguagens de programação 10

Tecnologias dos autómatos 14

Autómato SYSMAC C20K 15

Consola de programação 16

Instruções básicas de programação 20

Sensores 20

Sensor de proximidade 21

Sensor fotoeléctrico 22

Actuadores 23

Relé 23

Contactor 24

Motores eléctricos no seu geral 24

Motores de corrente continua 25

Descrição do trabalho 27

Conclusão 29

Anexos 29


Introdução

Este trabalho enquadra-se nas áreas de mecânica, automação, electricidade e electrónica, e

tem como objectivo mostrar uma zona fabril automatizada.

Como todos nos sabemos a automação hoje em dia tem um mercado mais competitivo,

tem influencia directa e máxima importância em praticamente todos os processos

industriais, sendo condição obrigatória para quem deseja produzir em grande escala com

uni formalidade, qualidade e agilidade.

Em um futuro bem mais próximo, quem não acompanhar um sistema de controlo

automático de produção, será literalmente expulso do mercado e esmagado por

concorrentes dispostos a acompanhar a evolução dos tempos.

Automação industrial é o uso de qualquer dispositivo mecânico ou electrónico para

controlar máquinas e processos. Entre os dispositivos electrónicos pode-se utilizar

computadores ou outros dispositivos lógicos, substituindo algumas tarefas da mão-de-obra

humana e realizando outras que o humano não consegue realizar. É um passo além da

mecanização, onde operadores humanos são providos de maquinaria para auxiliá-los em

seus trabalhos. A parte mais visível da automação, actualmente, está ligada à robótica,

mas também é utilizada nas indústrias química, petroquímicas e farmacêuticas, com o uso

de transmissores de pressão, vazão, temperatura e outras variáveis. A Automação

Industrial visa, principalmente, a produtividade, qualidade e segurança em um processo.

Em um sistema típico toda a informação dos sensores é concentrada em um controlador

programável o qual de acordo com o programa em memória define o estado dos

actuadores.

A estrutura do projecto foi desenvolvida em casa, por falta de condições na escola. A parte

de electrificação foi feita toda na escola, onde já oferece umas condições mais favoráveis.

Com este projecto pretende-se, separar dois materiais. Na primeira passadeira estão

colocados dois sensores (um sensor fotoeléctrico e um sensor de proximidade capacitivo),

que fazem a selecção dos materiais, isto é, um material com uma determinada

característica ira para a terceira passadeira, e outro material com uma característica

diferente da do outro ira para a quarta passadeira. A segunda passadeira ira receber ordens

dos sensores, dependendo dessas ordens a passadeira ira subir ou descer. Para fazer a

paragem da segunda passadeira, (isto é subir ou descer), estão colocados dois fins de


curso, um na terceira passadeira e o outro na quarta passadeira, que ira fazer parar a

segunda passadeira no locar correcto.

Objectivos

Este projecto tem por objectivo:

• A aprendizagem das linguagens principais usadas nos autómatos, tais como, a

linguagem de diagramas de contactos, a linguagem em lista de instruções, a

linguagem FBD e a linguagem GRAFCET;

• Programar no autómato programável do sistema várias opções dependendo do

interesse, isto é, destino final dos materiais, sequencias e alarmes.

• Serão estudadas as características de funcionamento dos componentes utilizados

na implementação do sistema.

Assuntos pesquisados

Para este trabalho foi necessário fazer varias pesquisas, tais como:

• Pesquisa sobre as aplicações, funcionamento e cuidados de um autómato;

• Pesquisa sobre a linguagem usada na consola de programação;

• Aplicações e funcionamento de sensores e detectores;

• Principio de funcionamento de motores de corrente continua;

• Elaborar placas de circuito impresso;

• Linguagens utilizadas na programação de autómatos;

• Noções básicas de comando e regulação;

• Normas de segurança para maquinas;

• Softwares de edição de programas para autómatos (Zelio soft e syswin);


Escolha do projecto

A ideia desde de princípio foi ligada a área de automação industrial, com passadeiras

rolantes, só que em vez de utilizarmos sensores para a separação dos matérias, iria ser uma

trituradora de pedra em que consistia em o camião chegar, era detectado que estava a

descarregar a pedra, e ao ser detectado as passadeiras iriam ser accionadas de forma

cíclica, até chegar ao fim do ciclo.

Depois chegamos a conclusão que iria ser muito difícil fazer a estrutura para o projecto, e

é então que o professor deu varias ideias, onde nos aproveitamos e adaptamos.

É então que começa-se a desenvolver o projecto que tem como nome automação

industrial, donde se desenvolveu um protótipo de uma zona fabril.

Desenvolvimento

Antes de qualquer contacto com o autómato, sensores, contactores, relés, motores de

corrente continua e material usado no projecto foi preciso adquirir bases.

Ao longo deste capítulo iram-se abordar as noções principais do material usado para a

elaboração do projecto.

Autómatos programáveis

Antes de qualquer tipo de contacto com o autómato deve-se de ter a ideia dos

componentes básicos e as suas características.

Como qualquer tipo de equipamento, apresenta vantagens e desvantagens na sua

aplicação.

Vantagens:

• Flexibilidade – o mesmo autómato pode ser utilizado em aplicações distintas, bastando para tal reprogramá-lo;

• Expansibilidade – pode ser alterado o número de entradas e saídas (dependendo do tipo autómato);

• Baixo custo – largo desenvolvimento tecnológico, possibilita soluções mais baratas;


• Simulação – o programa de um autómato pode ser testado “ offline”;

• Observação – pode ser observada o funcionamento do programa passo a passo e a “online”;

• Velocidade – executa as instruções rapidamente, permitindo controlar diversas máquinas em simultâneo;

• Facilidade de programar – permite a utilização de várias linguagens de programação, fáceis e simples;

• Fiabilidade – os componentes electrónicos são mais fiáveis que outros componentes;

• Segurança – o programa só pode ser alterado por um operador autorizado;

• Documentos – permite a impressão do programa através de uma vulgar impressora, em contraste com outros métodos em que uma alteração obriga a efectuar outro esquema de funcionamento.

Desvantagens:

• Tecnologia – devido a ser utilizada tecnologia recente é mais difícil a obtenção de operadores aptos para programar;

• Ambiente – não pode ser utilizados em condições ambientais adversas (alta temperatura, vibrações e em zonas de trovoadas constantes);

• Preço – depende da aplicação. Existem situações em que a utilização de autómatos programados é desnecessária.


Características de um autómato

Independentemente do tamanho, e da complexidade, praticamente todos os autómatos

programáveis partilham dos mesmos componentes básicos (figura ) e das mesmas

características funcionais.

Um autómato é composto por uma Unidade Central de Processamento (CPU) que

executa ciclicamente o programa armazenado na memória de programa. No início de cada

ciclo de execução as entradas, que podem provir de um qualquer processo, são

analisadas. No final de cada ciclo as saídas são actuadas, de acordo com as entradas e o

programa de controlo, de modo a comandar o equipamento ou máquinas envolvidas no

processo. Na execução do programa, o CPU utiliza a memória do autómato para

armazenamento e transferência de dados. A utilização da memória para

armazenamento do programa, separada da outra memória, tem a ver com a

necessidade de armazenar os programas no PLC, mesmo com a alimentação desligada.

A consola de programação é geralmente utilizada para o desenvolvimento de programas e

para a transferência dos programas para o autómato. Uma vez inserido o programa no

autómato, este é auto-suficiente não necessitando da consola quando em execução.

CPU

A Unidade Central de Processamento é responsável pela execução do programa,

controlando todas as operações dentro do autómato, através de instruções armazenadas na

memória de programa. Um barramento de dados transporta a informação da memória e do

sistema de entradas saídas para o CPU e vice-versa. Na maioria dos autómatos

(principalmente os mais modernos) o CPU é baseado em um ou mais microprocessadores e

outros circuitos que permitem realizar as funções de controlo e cálculo necessárias à execução

de programas.

Sistema de entradas e saídas

O sistema de entradas/saídas fornece a ligação física entre o CPU e o processo a

controlar. O autómato, através de sensores apropriados, pode medir quantidades físicas

como velocidade, temperatura, pressão, corrente, etc. Baseando-se nos valores medidos, e no

programa de controlo, o CPU controla as saídas que poderão actuar em dispositivos como,

por exemplo, válvulas, motores, alarmes.

O sistema de entradas/saídas é um dos componentes mais importantes num autómato pois

estas necessitam de interagir directamente com equipamento industrial e podem residir em

zonas de elevado ruído eléctrico. De facto, uma das grandes inovações dos autómatos é a

possibilidade de ligação directa aos sensores e actuadores sem haver necessidade de

circuitos de adaptação. Para isso as entradas e saídas do autómato possuem isolamento

galvânico (normalmente óptico),

o que lhes dá uma melhor fiabilidade e segurança na comunicação com sensores e actuadores.

De facto, o isolamento das entradas/saídas é absolutamente necessário por questões de

ruído e de modo a compatibilizar os diferentes níveis de tensão e potência existentes entre o

autómato e os processos a controlar.


Memória

A memória é usada para armazenar o programa de controlo (memória de programa) e

possibilitar o armazenamento e a transferência de dados. Geralmente os autómatos

utilizam memória do tipo RAM, EPROM ou EEPROM. Na maioria dos casos a memória do

tipo RAM é utilizada nas fases de desenvolvimento e teste dos programas, enquanto que as

memórias do tipo EPROM e EEPROM são utilizadas para o armazenamento de programas

em código executável e também para armazenamento de configurações do sistema. No entanto,

hoje em dia, a tendência é para a utilização de memória RAM, devido ao seu baixo consumo,

juntamente com baterias que permitem manter o conteúdo da memória mesmo com o autómato

desligado.

A capacidade de memória de cada autómato tem em conta as potencialidades de cada um e é

geralmente medida em termos do número máximo de instruções de um programa, ou em

termos da capacidade de memória em bytes. Autómatos pequenos têm geralmente um tamanho

de memória fixo, enquanto autómatos maiores permitem a utilização de módulos para

expansão da memória.

Componentes da automação

A maioria dos sistemas modernos de automação, é extremamente complexa e requer muitos

ciclos de repetitivos.

Cada sistema de automação compõe-se de cinco elementos:

• Accionamento – provê o sistema de energia para atingir determinado objectivo. É o

caso dos motores eléctricos, pistões hidráulicos etc;

• Sensoriamento – mede o desempenho do sistema de automação ou de uma

propriedade particular de algum dos seus componentes. Exemplos: Encoders para medição de

velocidade;

• Controlo – utiliza a informação dos sensores para regular o accionamento. Por

exemplo, para manter o nível de água num reservatório, usamos um controlador de fluxo que

abre ou fecha uma válvula, de acordo com o consumo.

• Comparador ou elemento de decisão – compara os valores medidos com valores

preestabelecidos e toma a decisão de quando actuar no sistema. Como exemplos, podemos citar


os termóstatos e os programas de computadores;

• Programas – contêm informações de processo e permitem controlar as

interacções entre os diversos componentes.

Exemplo de um autómato (entradas, saídas e alimentação)

Linguagens de programação para autómatos

A programação dos autómatos é feita usando ferramentas de programação, que podem ser

consolas, ou software executado a partir de um computador.

Existem vários tipos de linguagem donde podemos destacar a linguagem de diagramas de

contactos, a linguagem em lista de instruções, a linguagem FBD, a linguagem GRAFCET,

as linguagens booleanas e linguagens de mnemónicas.


Linguagem ladder

A linguagem ladder consiste numa lista de instruções simbólicas que, quando

interligadas entre si, de uma determinada forma, constituem um programa para autómatos.

Esta linguagem é composta, por seis categorias de instruções que incluem: instruções do

tipo relé, temporização/contagem, manipulação de dados, aritméticas, transferência de dados e

controlo de programa.

Um programa escrito em linguagem ladder consiste em N degraus, em que cada degrau pode

representar graficamente uma equação booleana. A principal função destes degraus é a de

permitirem controlar saídas a partir de condições de entrada. Tanto as entradas como as

saídas podem ser físicas ou pontos internos do autómato (posições de memória usadas para

armazenar informação com um formato do tipo bit).

A figura mostra a estrutura básica de um degrau. Neste caso, a saída só será actuada quando

existir continuidade lógica, isto é quando houver pelo menos um caminho fechado desde o

início de continuidade lógica até à saída.

Saída

Início de Fim de

Continuidade continuidade

Caminho necessário para haver continuidade lógica

As saídas (também apelidadas de bobinas) e os contactos, são os símbolos básicos da lista de

instruções da linguagem ladder. Os contactos, programados ao longo de um determinado degrau,

representam condições que depois de avaliadas determinam o controlo da saída.

A programação dos contactos e das saídas, consiste na atribuição de endereços que

identificam o que está a ser avaliado e o que está a ser controlado. Cada endereço referencia a

localização de um ponto interno da memória, ou identifica a saída ou a entrada. Um contacto,

independentemente de representar uma entrada ou uma saída, ou um ponto interno, pode ser

utilizado em qualquer parte do programa, sempre que aquela condição necessite de ser avaliada.

A organização dos contactos nos degraus depende do controlo lógico desejado. Os

contactos podem ser colocados em série, paralelo ou série/paralelo, dependendo do controlo

necessário para uma dada saída.


Este tipo de linguagem de programação é utilizado na maioria dos autómatos pelo facto de

apresentar semelhança com os esquemas de relés utilizados nos automatismos industriais de

lógica cablada.

Lista de instruções

Os nomes das operações lógicas, instruções, variam de fabricante para fabricante

de autómatos programados;

As operações lógicas são efectuadas em função dos valores lógicos das entradas,

saídas, contadores, temporizadores, etc. Sendo atribuído o resultado a outra

variável.


O GRAFCET

Um diagrama em grafcet engloba, basicamente, três entidades distintas que são as

etapas, as condições de transição e as ligações orientadas (figura )

Cada etapa, definida como uma situação num sistema de controlo onde as

entradas e/ou saídas não variam, tem associada uma acção ou tarefa (conjunto de

acções) específica, que só é executada quando a etapa correspondente se encontra

activa.

A operação sequencial do processo resulta da progressão entre etapas.

Contudo a passagem de uma etapa para outra é condicionada pela condição de

transição.

Para que exista uma transição de uma etapa para outra é necessário que a etapa

anterior esteja activa e a condição de transição entre as duas etapas seja

verdadeira. Esta linguagem não substitui as outras linguagens, e deve ser vista

como uma ferramenta de estruturação de programas. A sua utilização tem

vantagens sempre que o problema a resolver é sequencial e dependente do tempo.


Tecnologias dos autómatos

Os automatismos, de acordo com a sua tecnologia, podem-se classificar em

dois grupos:

• Tecnologias cabladas;

• Tecnologias programadas


OMRON

Autómato SYSMAC C20K

• Dispõe de 20 entradas/saídas (12 entradas e 8 saídas).

Os dois primeiros dígitos indicam o canal de entradas/saídas (00 entradas e 01

saídas) e os dois últimos a entradas/saídas a utilizar (00 a 11 nas entradas e 00 a

07 nas saídas).

As entradas vão desde 0000 a 0011

As saídas vão desde 0100 a 0107

• Alimentação do autómato

100 - 240 VAC

50 Hz/60Hz

60 VA

• Entradas

24 VDC

7 mA


• Saídas

24 VDC/250 VAC

2 A Max.

Consola de programação PRO 15

Permite a programação do autómato, linha a linha, em linguagem lista de

instruções

Modos de operação

PROGRAM – Utiliza-se este modo para escrever/editar o programa.

MONITOR – Este modo é usado na fase de teste e afinação do programa.

RUN – O autómato executa o programa.

Funções das teclas


Teclas numéricas (cor branca)

Tecla CLR – clear – (cor vermelha): Tecla usada para cancelar a operação em

curso e para limpar o ecrã.

Teclas operativas (cor amarela): Teclas usadas na edição do programa.

SRCH: Procurar instruções.

MONTR : Visualizar estado ou valores de variáveis (monitorização).

EXT : Visualizar, em simultâneo, 3 canais (palavras) consecutivos no ecrã.

CHG: Em modo Monitor, permite alterar valores.

INS: Inserir instruções.

DEL : Apagar instruções.

WRITE : Validar as linhas do programa.

↑ e ↓: Deslocar o cursor para cima e para baixo.

Teclas de instruções (cor cinzenta)

SHIFT : Para aceder à indicação superior das teclas.

FUN: Seleccionar uma função com código numérico.

CNT: Contador.

TIM : Temporizador.

CH: Especifica um canal (palavra) da área de memória do autómato.

CONT: Especifica um bit (contacto).

SFT: Registo de deslocamento.

#: Especifica uma constante numérica.

* : Especifica um endereçamento indirecto.

Escrever o programa


• Seleccionar o modo Program;

• Premir a tecla CLR até se obter a primeira linha do programa “0000”;

• Escrever o programa em lista de instruções, linha a linha, validando cada

linha com a tecla WRITE . A linha do programa é incrementada automaticamente;

• Terminar obrigatoriamente o programa com a instrução END – FUN (01).

Inserir instruções (modo Program)

• Posicionar-se na linha de instrução posterior à instrução a inserir;

• Escrever a instrução e premir a tecla INS;

• Premir a tecla ↓ para validar a nova instrução.

Apagar instruções (modo Program)

• Posicionar-se na linha de instrução que se pretende apagar;

• Premir a tecla DEL;

• Premir a tecla ↑ para validar a instrução.


Instruções básicas de programação


Sensores

O sensor é um elemento que "sente" uma grandeza física e a traduz para que ela

possa ser vista ou utilizada por um sistema eléctrico ou electrónico.

Há dois tipos de sensores:

• Sensores contínuos – efectuam medições contínuas de variáveis,

fornecendo valores contínuos;

• Sensores discretos – podem apresentar somente dois estados: actuados

ou não.

Classificação quanto ao tipo de funcionamento

Auto alimentado – Estes produz um sinal eléctrico de saída sem a

necessidade de alimentação externa. Um termo par é um exemplo deste tipo de

sensor.

Com alimentação externa – Estes requerem entrada de energia para poder-

se obter um sinal de saída. Um exemplo é o termo resistência, o qual requer uma

entrada de energia.

Existem vários tipos de sensores:

• Sensores de contactos;

• Sensores lineares, resistivos e indutivos;

• Sensores potenciómetros;

• Sensores LVDT;

• Sensores extenso métrico;

• Sensores ópticos;

• Sensores lineares ópticos;

• Sensores rotativos ópticos;

• Sensor magnético;


• Sensor de luminosidade;

• Sensor de luminosidade (LDR);

• Sensor ultra-sonicos;

• Sensor de proximidade;

• Sensor fotoeléctrico;

Desta basta lista, só vamos analisar os que nos interessam, que são:

• Sensor de proximidade;

• Sensor fotoeléctrico;

Sensor de proximidade

Destinam-se a detectar a presença ou a ausência de peças.

Existem dois tipos:

• Sensor Indutivo;

• Sensor capacitivo.

Sensor indutivo

• Baseiam-se na variação da indutância;

• Exigem peças de metais ferrosos, normalmente de aço.


Sensor capacitivo

• São sensores capazes de detectar a aproximação de objectos sem a necessidade

de contacto físico, tal qual os sensores indutivos, porém com principio de

funcionamento baseado na variação da capacitância.

• Permite detecção de materiais ferros e não ferrosos (vidro, água,

madeira, plástico, etc.)

Alimentação de 10 a 40 Vc.c.

Sensor fotoeléctrico

São sensores remotos que podem ter alcance de vários metros, são aplicados em

ambientes que necessitam uma resposta rápida de detecção.

Alimentação de 10 a 30 Vc.c.

Protecção contra curto-circuito da carga e inversão de polaridade.


Actuadores

No sistema, os actuadores funcionam como "mãos", executando as ordens de comando, actuando directamente sobre o equipamento envolvido no processo industrial, incluem-se neste grupo os seguintes:

• Relés auxiliares;

• Contactores e conversores electrónicos;

• Variadores de velocidade/frequência;

• Electrovalvulas e válvulas motorizadas;

• Servomecanismos de posicionamento;

• Pneumáticos, hidráulicos ou eléctricos.

Relé

O relé tem sua construção baseada num contacto metálico que se abre ou fecha sob a

influência de campo electromagnético induzido numa bobina em seu interior. Desse

modo, quando os contactos da bobina do relé são percorridos por uma corrente eléctrica

ele atrai o contacto metálico e abre ou fecha o contacto, conforme o modelo de relé

utilizado. Os relés que ligam circuitos quando percorridos por corrente eléctrica são

chamados de NA ou normalmente abertos, enquanto que os desligam circuitos quando

percorridos por corrente são denominados NF ou normalmente fechados.

Há ainda aqueles que alternam entre um e outro contacto de modo que um fique ligado

enquanto o outro está desligado, e vice-versa e por isso são chamados de comutadores.


Contactor Um contactor é um aparelho de corte e comando, accionando em geral por meio de um

electroíman, concebido para executar um elevado número de manobras.

O contactor é de facto um aparelho de grande utilidade nas instalações industriais,

permitindo não só o comando manual mas também os comandos automáticos e semi-

automático, utilizando sensores.

Motores eléctricos no seu geral

Os motores eléctricos são dispositivos que transformam energia eléctrica em energia

mecânica. Essa energia mecânica é desenvolvida através da rotação de um eixo que gira

com uma determinada velocidade e torque.

Existem diferentes tipos de motores eléctricos: motores CA, motores CC e motores de

passo. Os de corrente alternada são os menos usados na robótica por serem

relativamente grandes e pela dificuldade de se fazer um controle de velocidade e torque

eficiente. Porém, em aplicações industriais, que exigem torque elevado, motores

trifásicos de corrente alternada são frequentemente utilizados.

Os motores de corrente contínua têm um par de terminais que devem ser ligados a uma

fonte de alimentação, a polaridade da fonte determina o sentido de rotação do eixo do

motor. Seu movimento é, geralmente, suave e contínuo e, com uma redução mecânica

apropriada, podem desenvolver torques elevados em volumes reduzidos. As principais

desvantagens consistem na dificuldade para o controlador conhecer a posição exacta do

eixo e a velocidade de rotação que depende fortemente da carga. Assim, não é possível

controlar estes motores em malha aberta, geralmente, o controle faz-se em malha

fechada com sensores de posição e/ou velocidade.

Os motores de passo têm seu funcionamento baseado na alimentação caracterizada por

uma sequência de pulsos eléctricos. A cada pulso da sequência, o eixo gira um ângulo

fixo muito preciso. Dessa maneira, o controlador pode conhecer exactamente a posição


do eixo sem a necessidade de um sensor. Ao controlar o tempo entre um pulso e o

seguinte, o controlador pode controlar a velocidade de giro do motor sem o uso de

tacómetros. A relação entre o torque e o volume do motor, quando está em movimento,

é menor do que a dos motores CC, mas têm a vantagem que quando estão parados numa

determinada posição, eles detêm um alto torque de retenção que impede seu movimento.

Grandezas físicas básicas: potência, torque e velocidade.

Motores CC: Princípio de funcionamento

Os motores de corrente contínua são compostos de duas partes básicas. A primeira é

fixa (sem movimento), chamada de estator, destinada a produzir um campo magnético

constante. Seja com um electroíman ou com um íman permanente. A segunda parte é

rotatória, chamada de rotor ou armadura, tem um enrolamento (bobina) através do qual

circula a corrente eléctrica contínua. Todos os motores eléctricos valem-se dos

princípios do electromagnetismo, mediante os quais condutores situados num campo

magnético e atravessados por correntes eléctricas sofrem a acção de uma força

mecânica, ou electroímanes exercem forças de atracão ou repulsão sobre outros

materiais magnéticos. Na verdade, um campo magnético pode exercer força sobre

cargas eléctricas em movimento. Como uma corrente eléctrica é um fluxo de cargas

eléctricas em movimento num condutor, conclui-se que todo condutor percorrido por

uma corrente eléctrica, imerso num campo magnético, pode sofrer a acção de uma força.

Num motor há dois electroímanes em que um impulsiona o outro. O electroíman tem

algumas vantagens sobre um íman permanente:

1) Podemos torná-lo mais forte.

2) Seu magnetismo pode ser criado ou suprimido.

3) Seus pólos podem ser invertidos.

Um ímã permanente tem os pólos norte-sul definidos. Um electroíman também os tem

mas a característica de cada pólo (norte ou sul) depende do sentido da corrente eléctrica.

Quando se altera o sentido da corrente, a posição dos pólos também se altera; do norte

para o sul e de sul para norte.


Um dos electroímanes de um motor tem uma posição fixa; está ligado à armação

externa do motor e é chamado campo magnético. O outro electroíman está colocado no

eixo de rotação e tem o nome de armadura. Quando se liga o motor, a corrente chega à

bobina do campo, determinando os pólos norte e sul. Há, também, o fornecimento de

corrente ao íman da armadura, o que determina a situação norte ou sul dos seus pólos.

Os pólos opostos dos dois electroímanes atraem-se, como acontece nos ímanes

permanentes. O íman da armadura, tendo movimento livre, gira, a fim de que o pólo

norte se aproxime do pólo sul do íman do campo e seu pólo sul do pólo norte do outro.

Se nada mais acontecesse, o motor pararia completamente. Um pouco antes de se

encontrarem os pólos opostos, no entanto, a corrente é invertida no electroíman da

armadura, (com o uso de um comutador), invertendo, assim, a posição de seus pólos; o

norte passa a ser o que está próximo ao norte do campo e o sul passa a ser o que está

próximo ao sul do campo. Eles então se repelem e o motor continua em movimento.

Este é o princípio de funcionamento do motor de corrente contínua.


Descrição do trabalho

Definição do tema, elaboração da ficha de identificação do projecto e recolha de material. Após estar definida a ideia, partiu-se para a elaboração deste esboço:

Com o esboço feito e com a descrição do processo, começou-se no estudo dos materiais utilizados. Após estar tudo definido passou-se para a construção da primeira passadeira, (protótipo) e com a primeira passadeira feita e feito os testes necessários, passou-se para a construção das outras passadeiras e juntou-se tudo numa estrutura. Com algum material já recolhido, passou-se a fase de testes (motores e sensores). Com a estrutura já feita passou-se para a colocação dos motores e das respectivas polias. Foram também colocadas protecções mecânicas de acordo com a norma EN 344/EP EN 394. Após isto passou-se para a parte da pintura. Com o projecto pintado procedeu-se à colocação das “telas” e à elaboração da caixa de comando. Passou-se os cabos e fez-se as respectivas ligações, e fez-se uma placa de circuito impresso para a colocação dos relés. Também foram necessários colocar dois contactores para o encravamento eléctrico. Elaborou-se a programação para o autómato em varias linguagens (ver anexos).

Placa de circuito impresso

Materiais utilizados:

• Percloreto de ferro; • Solda de estanho; • Placa de circuito impresso; • Relés;

Os passos seguidos para a elaboração do circuito foram estes:

1. Medir e marcar a placa de circuito impresso; 2. Cortar com o serrote a placa;

3. Aperfeiçoar com a lima;

4. Limpar a placa com palha-de-aço;


5. Desenhar o circuito na placa;

6. Inserir a placa em percloreto de ferro;

7. Lavar em água;

8. Marcar os furos com um punção de bico;

9. Furar com um mini-berbequim com uma broca de 1mm;

10. Inserir os relés nos respectivos furos;

11. Soldar com solda 60/40 ./. de 1mm;

12. Verificar o circuito;

13. Ligar e ensaiar;


Conclusão

Este trabalho teve como objectivo a simulação de uma zona fabril, ligada a automação industrial. Para isso programou-se o autómato SYSMAC C 20K, através da consola PRO 15. Também foram ligados os seguintes equipamentos: dois sensores que farão accionarem a segunda passadeira para cima ou para baixo e dois fins de curso que irão fazer param. Também tem a possibilidade se ser comandado a partir da opção manual.

Anexos

Instruções gerais de segurança

Quando usar este equipamento cumpra os regulamentos aplicáveis de forma a reduzir os

riscos inerentes à sua utilização.

-» O operador deve de ser formado e qualificado para operar esta máquina.

-» O operador deve usar vestuário justo ao corpo, cabelo preso e estar bem familiarizado

com o funcionamento da máquina.

-» Mantenha a zona de trabalho sempre limpa e desimpedida de objectos e com a

iluminação necessária.

-» É expressamente proibido retirar ou alterar qualquer dispositivo de segurança. No

caso de serem introduzidas modificações, a Costa & Costa, S.A. declina qualquer

responsabilidade perante eventuais danos a pessoas ou objectos.

-» Qualquer trabalho do domínio eléctrico deve ser efectuado por pessoal qualificado

para o efeito.

-» Efectue a manutenção recomendada e respeite a sua periodicidade.

-» Quando efectuar qualquer intervenção na maquina no domínio da manutenção /

Limpeza desconecte a máquina da fonte de alimentação.

-» Não operar com a máquina sob a influência do álcool, drogas ou medicamentos que

possam influenciar a capacidade física.

Lista de material - 1 Sensor de proximidade capacitivo - 1 Sensor fotoeléctrico - 5 Motores de corrente continua - 4 Passadeiras rolantes - 12 Rolos de madeira - 2 Cambaras de bicicleta - 1 Botão de emergência - 4 Botões rotativos de 2 posições


- 2 Botão rotativo de 3 posições - 5 Porta fusíveis - 3 Fusíveis de 3A - 2 Fusíveis de 10 A - 6 Relés - 1 Placa de circuito impresso - 1 Autómato programável C20K - 1 Consola de programação pró 15 - 2 Fins de curso - 2 Barras de ligações - Metros de condutor flexível (cinzento, preto, azul, branco e vermelho) - 1 Caixa para o comando - 1 Calha - 1 Chapa para a fixações das passadeiras -2 Contactores -n Terminais Grafcet nível 1


Grafcet nível 2


FBD


Receptividades

Receptividades Entradas Descrição S1 0000 Sensor 1 S2 0001 Sensor 2 F1 0002 Fim de curso 1 F2 0003 Fim de curso 2 B0 0004 Emergência B1 0005 start


Acções

Acções Bits And not Saídas Operação P1 M0 0100 Motor 1 P2 M1 0101 Motor 2 P3 M2 0102 Motor 3 P4 M3 0104 0103 Motor 4

H1S M4 0104 H1 sove H1D M5 0105 0105 H1 desce

Ladder

motores

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