Prática 919065-2_Automação_Industrial II.docx

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ROTEIRO DE 	PRÁTICA LABORATORIAL Nº 919065-2
1. Componente curricular: Automação Industrial II
2. Título do roteiro de aula prática: 
INTEGRANDO PARTE ELÉTRICA COM CLP E LINGUAGEM LADDER
3. Tempo previsto: 4 horas-aula
4. Objetivos
· Desenvolver diagrama unifilar de potência e de comando.
· Interligar diagrama de comando com um CLP.
· Desenvolver lógica Ladder para os diagramas elétricos solicitados.
5. Referencial teórico
Em praticamente todos os processos industriais temos a presença de diversos motores e de diversas potências. Existem diversas maneiras de partir um motor e uma análise nos parâmetros potência, tensão, cargas instaladas, tipo de fornecimento junto a concessionária de energia, são alguns exemplos que balizarão na escolha da forma a ser realizada a partida da máquina.
Após feita essa análise prévia é necessário fazer o projeto unifilar de potência e de comando com os devidos equipamentos de proteção e acionamento. É importante já prever acionamentos locais e remotos (via sistema supervisório), deixando tudo esquematizado no projeto.
Com todo o esquema elétrico projetado, é possível desenvolvermos a lógica de programação do controlador lógico programável que atenderá esses acionamentos.
No caso de partida eletrônica, o projeto e a instalação ficam mais simplificada, pois alguns modelos desses equipamentos já trazem algumas proteções embutidas no próprio equipamento. É importante sempre lermos os manuais dos fabricantes, pois dependendo do modelo e fabricante, é solicitado a inserção de fusíveis de ação ultra rápida para proteção do equipamento. E o não uso deles pode acarretar na perca da garantia do fabricante.
6. Equipamentos necessários
Tabela 1 – Relação de equipamentos/instrumentos utilizados na aula prática
	Item
	Quant.
	Descrição
	1
	01
	Microcomputador com acesso à Internet
	2
	01
	Software CADe SIMU v3.0
7. Insumos necessários
Neste experimento, não são necessários insumos.
8. Procedimentos experimentais
Para o desenvolvimento dos esquemas elétricos e simulação deles junto a programação realizada, utilizaremos o software CADe Simu v4.0. Através desse software poderemos visualizar a configuração elétrica em funcionamento em conjunto com a programação em Ladder. Existem diversas versões desse software na internet, algumas traduzidas para o português brasileiro, outras em espanhol. No endereço eletrônico (https://ensinandoeletrica.blogspot.com/p/download-cade-simu-portugues.html) está disponível para download a versão em português. Ao iniciar o programa é solicitado uma senha, basta digitar quatro números: 4962. Junto com o software desse link foi disponibilizado dentro da pasta “Atividades para Simular” diversos diagramas com a extensão “.cad” 1prontos para simular. É interessante visualizá-los e compreender o funcionamento.
Para a nossa prática termos duas partes. A primeira é uma partida direta de um motor trifásico com diversos recursos a serem implementados na parte elétrica e na parte de programação no CLP. Já a segunda parte é uma partida estrela-triângulo onde teremos que realizar alguns intertravamentos para garantir a segurança dos equipamentos e da instalação elétrica.
Parte 1: Iniciaremos com uma lógica de partida direta de um motor trifásico. A parte de potência terá um disjuntor tripolar, relé térmico e os contatos principais de um contator trifásico.
Será ligado nas entradas do CLP com sinal de corrente contínua extra baixa tensão (NR-10):
· Uma botoeira de emergência (NF) na entrada I1;
· um botão de pulso (NA) para o comando liga do motor na entrada I2;
· um botão de pulso (NF) para o comando desliga do motor na entrada I3;
· um contato auxiliar do contator NA na entrada I4;
· um contato (NF) do relé térmico na entrada I5;
· uma chave de seleção para escolher se o comando vai ser local ou remoto na entrada I6.
Faça uma lógica em Ladder utilizando o CADe Simu que atenda essa partida direta com as devidas proteções ao motor. Implemente também uma lógica de proteção para o caso da saída do CLP acionar e o sinal de retorno do contato auxiliar do contator não chegar na entrada I4 em 3 segundos, retirando o comando de liga do motor. Caso a chave local/remoto esteja na posição local, o motor irá aceitar apenas os comandos de liga e desliga vindos dos botões do campo. Caso esteja na posição remoto, irá apenas obedecer aos comandos do sistema supervisório. O comando de emergência será aceito tanto da botoeira física quanto do botão de emergência do sistema supervisório.
Parte 2: Com os conceitos do software em mente vamos partir para uma partida estrela-triângulo com comutação automática. Será necessário adotar um motor de seis pontas. Utilize um disjuntor para a parte de potência e outro para a parte de comando. Na parte de comando é necessário utilizar uma fonte que converterá a tensão alternada em corrente contínua. Além desses elementos é necessário utilizar um o relé térmico para proteção da máquina.
Nas entradas do CLP conecte uma botoeira de emergência (NF), um botão de pulso NA para partir o motor em estrela, um botão de desliga (NF) e um sensor indutivo a 3 fios (+, - e saída) em corrente contínua (NA). Para esse último sensor é necessário optar ou pelo modelo PNP ou pelo modelo NPN.
A comutação (Y-∆) da partida será realizada automaticamente após 5 segundos da energização do motor em estrela.
Por se tratar de um motor de maior porte, caso forem realizadas várias partidas em um curto espaço de tempo, vai sobreaquecer o motor, podendo danificá-lo. Para evitar isso, implemente um lógica que inicia a contagem de um tempo de 5 minutos (tempo para teste) e limite 3 partidas para esse intervalo de tempo. Caso estoure essa quantidade de partida, realize o intertravamento da partida do motor e acione uma luz indicando que indicará que o motor está bloqueado temporariamente.
Esse motor está ligado a uma esteira transportado por roletes e a esteira feita de borracha. Um problema comum nesse tipo de sistema, principalmente quando chove, é a esteira patinar, ou seja, o motor fica rodando e a esteira permanece parada. Isso pode danificar o sistema e pode acarretar um acúmulo de materiais que está sendo depositado pela esteira anterior. Para evitar esse problema, foi instalado um sensor indutivo no rolete oposto ao do motor. Nesse rolete oposto, foi feita uma cruzeta de ferro fixada em seu eixo. Quando ele está em movimento, é enviado pulsos na entrada digital do controlador. Portanto, elabore outro intertravamento para o motor que quando ele estiver ligado e o sensor parar de enviar um pulso pelo menos 1 vez a cada 3 segundos, ele derruba o comando parando esse motor.
9. Cálculos e análises de resultados
CRITÉRIOS PARA DESENVOLVIMENTO:
· Ao utilizar o software, o nome do projeto deve conter o seu número do Registro Acadêmico (RA).
· A imagem utilizada no relatório da lógica ou do esquema elétrico, o número do RA deve estar visível na imagem.
· Não é permitido retirar imagem da transmissão.
· Caso seja detectado qualquer tipo de plágio o relatório será penalizado.
· CADA ALUNO DEVE DESENVOLVER A SUA RESPOSTA. 
a. Insira o esquema elétrico utilizado para a partida direta.
b. Insira o diagrama Ladder para a partida direta.
c. Qual a importância dos contatos da botoeira de emergência e o botão de desliga serem normal fechado (NF)? O que isso implica nos contatos da lógica Ladder para essas duas botoeiras?
d. Insira o esquema elétrico utilizado para a partida estrela-triângulo.
e. Insira o diagrama Ladder para a partida estrela-triângulo.
f. Explique a diferença entre os sensores PNP e NPN. O que ocorre com a leitura do sinal enviado ao controlador com a especificação errada desse instrumento?
10. Referências
BRAGA, A. R.; BRAGA, C. M. P. Instrumentação Industrial - Notas de Aula. Universidade Federal de Minas Gerais. Disponível em: <http://www.cpdee.ufmg. br/~palhares/Instrumentacao_NotasAula.pdf>. Acesso em: 29 jun. 2016.
MAGALHÃES, A. P. Prática de Automação Industrial. 1. ed. Cidade doPorto: Real Games Ltda., 2009.
FILHO, J. M. Instalações Elétricas Industriais. Rio de Janeiro: Ed. LTC, 2002.
FRANCHI, C. M. Acionamentos Elétricos - Claiton Moro Franchi. São Paulo: Érica, 2008.
NATALE, F. Automação Industrial. São Paulo: Érica, 2000.
REIS, N. R. Instrumentação Industrial Sensores e Transdutores .São Paulo: UNITAU, 2008.
Transmissor de Pressão LD1.0. Disponível em: < http://www.smar.com/PDFs/manuals/LD1.0MP .pdf>. Acesso em: 21 set. 2017.
Elaboração do roteiro: Prof. Me. Eduardo Mangucci de Oliveira Data: 28/05/2020
Revisão: Prof. Me. Eduardo Mangucci de Oliveira 	 Data: 28/05/2020
Organização: Prof. Me. Eduardo Mangucci de Oliveira 	 Data: 28/05/2020