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i CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA TECNOLOGIA EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL DISCIPLINA DE SISTEMAS ELETROPNEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA GABRIEL RANIERI ONOFRE PROFESSORA CARLA DE MORAES DE LARA BARÃO DE COCAIS – MG 2024 1 1 INTRODUÇÃO A evolução das tecnologias de automação tem alterado drasticamente os processos indus- triais. Como resultado, engenheiros e técnicos estão enfrentando novos desafios e oportunida- des. Os sistemas eletropneumáticos são essenciais para essas tecnologias, pois integram com- ponentes elétricos e pneumáticos para fornecer soluções eficientes e precisas para uma varie- dade de processos automatizados. Mas o design e a execução desses sistemas podem ser difíceis e exigem uma compreensão profunda dos princípios envolvidos. O uso de ferramentas de simulação sofisticadas, como o CADSIMU, é essencial para lidar com esses problemas e aumentar a eficiência do processo de design. O software é uma ferra- menta poderosa que permite modelagem, simulação e análise de circuitos eletropneumáticos em um ambiente virtual. A utilização do CADSIMU de forma didática para a montagem de circuitos eletropneumá- ticos oferece uma abordagem inovadora e eficaz para a aprendizagem e a prática no campo da automação e engenharia. Este software de simulação é especialmente projetado para criar, ana- lisar e otimizar circuitos eletropneumáticos de forma virtual, proporcionando um ambiente con- trolado e interativo que facilita a compreensão dos conceitos complexos envolvidos. Em resumo, a utilização do CADSIMU para a montagem de circuitos eletropneumáticos transforma a aprendizagem em uma experiência prática e interativa. O software oferece uma plataforma ideal para aprender e explorar os princípios da pneumática e da eletropneumática, combinando teoria e prática de maneira eficaz e preparando os usuários para enfrentar desafios reais com uma compreensão sólida e habilidades aprimoradas. 1.1 OBJETIVOS O objetivo deste trabalho é explorar e aplicar conceitos de engenharia e automação em um ambiente virtual, realizando a montagem de um sistema eletropneumático usando o sof- tware CADSIMU. Permitindo desenvolver habilidades práticas na modelagem e configuração de circuitos complexos. Além disso, o objetivo do estudo é aplicar os conceitos teóricos da pneumática e ele- tropneumática ao mundo real, fornecendo uma visão aprofundada e uma análise completa do comportamento dos sistemas em um ambiente virtual. Para encontrar soluções mais eficientes e eficazes, a otimização do design do sistema será realizada examinando uma variedade de parâmetros e configurações. 2 Antes da implementação física, o software permitirá simular e diagnosticar problemas no circuito, facilitando a correção de erros e a melhoria do desempenho. A comunicação de ideias e a compreensão dos processos são facilitadas pela representação visual interativa e clara do CADSIMU. Assim, quando este trabalho for concluído, não apenas terei o domínio do CADSIMU para sistemas eletropneumáticos, mas também uma melhor compreensão dos princípios de en- genharia e automação aplicados em um ambiente simulado que representa as dificuldades e complicações do mundo real. 2 RESULTADOS E DISCUSSÃO Nesta seção, abordo a criação e análise do circuito de comando eletropneumático desen- volvido no CADSIMU, especificamente para executar a sequência de acionamento "A+ / A- / B+ / B-", iniciada pelo acionamento do botão S1. Este processo envolveu a modelagem e simu- lação do sistema para garantir que ele atendesse às especificações funcionais e operacionais desejadas. O circuito de comando eletropneumático foi projetado para controlar dois atuadores pneumáticos, designados como A e B, e foi programado para seguir a sequência específica de acionamento: A+ (cilindro A avançando), A- (cilindro A recuando), B+ (cilindro B avançando) e B- (cilindro B recuando). O início da sequência é acionado pelo botão S1, que ativa o circuito. Figura 1: Atuadores pneumáticos A e B 3 Após a inserção dos fins de curso e a identificação dos solenoides responsáveis pelo acionamento das válvulas, foi possível desenvolver o circuito de comando que determinará o funcionamento do sistema eletropneumático. Os fins de curso foram posicionados estrategicamente para garantir o controle preciso dos movimentos dos atuadores pneumáticos. Estes sensores desempenham um papel crucial ao fornecer sinais de feedback para indicar as posições finais dos cilindros. Os solenoides foram selecionados para acionar as válvulas que controlam o fluxo de ar para os cilindros pneumáticos. Cada solenoide foi associado a uma válvula específica, e sua função foi detalhadamente mapeada: • Solenoide Y1: Aciona a válvula que controla o avanço do cilindro A. • Solenoide Y2: Aciona a válvula que controla o retorno do cilindro A. • Solenoide Y3: Aciona a válvula que controla o avanço do cilindro B. • Solenoide Y4: Aciona a válvula que controla o retorno do cilindro B. A correta identificação e configuração dos solenoides e válvulas são fundamentais para assegurar que os comandos sejam executados de acordo com a sequência desejada e que o sis- tema opere de maneira eficiente. Figura 2: Circuito elétrico Como ilustrado na imagem acima, o sistema utiliza solenóides acionadas por contato auxiliar dos contatores para comutar as válvulas direcionais de fluxo e controlar o movimento dos ci- lindros pneumáticos. O circuito foi projetado para seguir a seguinte sequência de operação: a) Início da Sequência: Ao pressionar o botão S1, o contator K1 é acionado. Isso resulta na energização da solenóide Y1, que ativa a válvula direciona a corrente de ar para o cilindro A, fazendo com que o cilindro A avance. 4 Figura 3: Avanço do cilindro A b) Avanço e Retorno do Cilindro A: Após o avanço do cilindro A, o sensor fim de curso FC2 é ativado, sinalizando que o cilindro A atingiu sua posição final. Esta ação faz com que a bobina do contator K2 seja alimentada. O contator K2 então desliga a solenóide Y1 e aciona a solenóide Y2. Isso resulta no retorno do cilindro A para a posição inicial. Figura 4: Retorno do cilindro A 5 c) Avanço do Cilindro B: Quando o cilindro A retorna à sua posição inicial, o sensor fim de curso FC1 é ativado. Isso faz com que o contator K3 seja acionado, energizando a solenoide Y3. A ativação de Y3 faz com que o cilindro B avance. Figura 5: Avanço do cilindro B d) Retorno do Cilindro B: Assim que o cilindro B atinge sua posição final, identificado pelo sensor fim de curso FC4, o contator K4 é ativado. O contator K4 energiza a sole- noide Y4, que é responsável pelo retorno do cilindro B para a sua posição inicial. 6 Figura 6: Retorno do cilindro B e) Desligamento do Circuito: Finalmente, quando o cilindro B retorna à sua posição ini- cial, o contator K5 é acionado. Isso desenergiza o circuito, encerrando o ciclo de opera- ção. Figura 7: Desligamento do circuito 7 Contatos de Selo e Intertravamento: • Contatos de Selo: Foram utilizados contatos de selo para garantir que os contatores permaneçam energizados durante a operação do sistema, mantendo o acionamento con- tínuo dos solenoides até que a sequência completa seja finalizada. • Contatos de Intertravamento: Contatos de intertravamento foram empregados para assegurar que os solenoides e o circuito sejam desligados de forma segura e controlada, evitando o acionamento simultâneo indevido e garantindo que cada etapa da sequência ocorra de forma ordenada. Este circuito garante uma operação sequencial precisa dos cilindros pneumáticos, com controles de avanço e retorno bem definidos e protegidos por sistemas de intertravamento para segurançae eficiência operacional. Com a conclusão do processo de simulação e o desenvolvimento do circuito, é possível realizar uma análise detalhada do acionamento dos cilindros, conforme ilustrado na tabela abaixo. Tabela 1 – Dados de análise de acionamento Passo Sinal de entrada Contator Solenoide Sinal de saída 1 S1 K1 Y1 FC2 2 FC2 K2 Y2 FC1 3 FC1 K3 Y3 FC4 4 FC4 K4 Y4 FC3 5 FC3 K5 Desligar Circuito O desenvolvimento e a simulação do circuito de comando eletropneumático no CADSIMU demonstraram que o sistema é capaz de executar a sequência de acionamento de- sejada com precisão e confiabilidade. A correta integração dos fins de curso e a identificação adequada dos solenoides foram fundamentais para o sucesso do projeto. 8 3 CONCLUSÕES Por fim, a montagem de um circuito eletropneumático no CADSIMU facilita o processo de design e simulação e é muito importante para aumentar a eficiência, precisão e sucesso do projeto em todo o mundo. Ao permitir a criação de modelos virtuais precisos e a realização de simulações precisas, a capacidade do CADSIMU fornece uma visão geral do funcionamento do sistema antes de sua implementação física. Este processo virtual é essencial para economizar recursos, como tempo e materiais, ao evitar a realização de testes físicos cansativos e repetiti- vos. A simulação virtual também ajuda a identificar e corrigir problemas potenciais durante a fase de design, reduzindo significativamente a margem de erro. Isso torna os circuitos mais confiáveis e robustos, reduzindo a probabilidade de falhas no campo e, portanto, os custos de manutenção e retrabalho. Uma melhor compreensão dos sistemas eletropneumáticos pode ser alcançada com o CADSIMU, que oferece uma plataforma fácil de usar para explorar e analisar o comportamento dos componentes em diferentes condições operacionais. O CADSIMU permite que os profissi- onais testem e refinem suas ideias de maneira mais ágil, promovendo a inovação e a adaptação rápida a novos problemas e necessidades por meio de um ambiente controlado para experimen- tação e ajuste. Para lidar com as complexidades do mundo real, esse nível de preparação e prática virtual é essencial. Isso dá aos profissionais a capacidade de resolver problemas e oti- mizar o desempenho dos sistemas eletropneumáticos. Como resultado, a incorporação do CADSIMU no processo de criação de circuitos eletrop- neumáticos aumenta a eficiência e a precisão do design, além de aumentar o sucesso e a inova- ção no desenvolvimento dos projetos. A capacidade de simular, ajustar e compreender sistemas de forma aprofundada e econômica prepara os profissionais para enfrentar desafios na vida real com mais confiança, competência e capacidade de fornecer soluções superiores.