MAPA - EMCA - MODELAGEM DE SISTEMAS AUTOMATIZADOS - 54_2025

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MAPA - EMCA - MODELAGEM DE SISTEMAS 
AUTOMATIZADOS - 54_2025 
 
 
 
 
 
MAPA - EMCA - MODELAGEM DE SISTEMAS AUTOMATIZADOS - 54_2025 
 
Olá, estudante! 
 
Seja bem-vindo a nossa atividade M.A.P.A. da disciplina de MODELAGEM DE 
SISTEMAS AUTOMATIZADOS. A presente atividade encontra-se dividida em duas 
etapas, nas quais você terá que utilizar seus conhecimentos para resolver os 
problemas propostos. Desejo a você um excelente trabalho! luy
 
 
 
Professor Eng. Me. Rafael Osipi de Souza. 
 
 
 
 
 
INSTRUÇÕES 
 
 
 
Este é um trabalho INDIVIDUAL. 
 
 
 
As respostas devem ser entregues utilizando o Modelo de Resposta MAPA 
disponibilizado em MATERIAL DA DISCIPLINA. Sobre o seu preenchimento, é 
necessário o cumprimento das seguintes diretrizes: 
 
- Não serão aceitas respostas que constam apenas o resultado numérico, sem que 
seja demonstrado o raciocínio que o levou a encontrar aquela resposta. 
 
- Toda e qualquer fonte e referência que você utilizar para responder aos 
questionários deve ser citada ao final da questão. 
 
- O Modelo de Resposta MAPA pode ter quantas páginas você precisar para 
respondê-lo, desde que siga a sua estrutura. 
 
- Após inteiramente respondido, o arquivo deve ser enviado para correção em 
formato de arquivo DOC / DOCX ou PDF, aqui no final dessa página, no campo 
destinado a envio de arquivo. Toda e qualquer outra forma de entrega deste Modelo 
de Resposta MAPA não é considerada. 
 
 
 
A qualidade do trabalho será considerada na hora da avaliação, então preencha tudo 
com cuidado, explique o que está fazendo, responda às perguntas e mostre sempre 
o passo a passo das resoluções e deduções. Quanto mais completo seu trabalho, 
melhor! 
 
 
 
Problemas frequentes a evitar: 
 
- Coloque um nome simples no seu arquivo para não se confundir no momento de 
envio. 
 
- Se você usa OPEN OFFICE ou MAC, transforme o arquivo em PDF para evitar 
incompatibilidades. 
 
- Antes de clicar em FINALIZAR, certifique-se de que está tudo certo, pois uma vez 
finalizado você não poderá mais modificar o arquivo. Sugerimos que você clique no luy
link gerado da sua atividade e faça o download para conferir se está de acordo com 
o arquivo entregue. 
 
 
 
Sobre plágio e outras regras: 
 
- Trabalhos copiados da internet ou de outros alunos serão zerados. 
 
- Trabalhos copiados dos anos anteriores também serão zerados, mesmo que você 
tenha sido o autor. 
 
 
 
A equipe de mediação está a sua disposição para o atendimento das dúvidas por 
meio do “Fale com o Mediador” em seu Studeo. Aproveite essa ferramenta! 
 
PARTE 1 – 
 
Imagine que você está em uma bancada de estudos de automação. Sua primeira 
tarefa é fazer algo muito simples: usar um CLP (Controlador Lógico Programável) 
para acender uma lâmpada piloto verde usando um único botão. A lógica é a mais 
básica possível: Enquanto o Botão (B1) estiver pressionado, a Lâmpada (L1) deve 
permanecer acesa. Quando o botão for solto, a lâmpada deve apagar. 
 
Um colega que acabou de chegar ao laboratório vê o diagrama que você criou na 
tela do computador para resolver esse problema e pergunta, confuso: 
 
"Isso é um diagrama elétrico? Como esse desenho em uma tela de computador 
consegue controlar um botão e uma lâmpada de verdade?" 
 
Sua missão é explicar para o seu colega: 
 
O que é esse "desenho"? Explique o que é a linguagem Ladder, porque ela tem essa 
aparência de "escada" e qual a sua finalidade. 
 
PARTE 2- 
 
Projeto de Automação: Partida Direta com reversão utilizando a linguagem LADDER. 
 
Como responsável pela automação, você recebeu a tarefa de desenvolver um 
projeto em linguagem Ladder, utilizando o software Zelio, para o controle de um 
motor elétrico em partida direta com reversão. A seguir estão as especificações e 
requisitos do projeto: 
 
ENTRADAS 
 
- Relé Térmico: deve ser utilizado para proteção na entrada I1 do CLP. 
 
- Botão Emergência: deve ser utilizado na entrada I2 do CLP. 
 
- Botão desliga: dever ser utilizado na entrada I3 Do CLP. 
 
- Botão para girar o motor no sentido horário: Deve ser conectado na porta de luy
entrada I4 do CLP. 
 
- Botão para girar o motor no sentido anti-horário: Deve ser conectado na porta de 
entrada I5 do CLP. 
 
SAÍDAS 
 
Indicação de que o Motor está girando no sentido horário: 
 
Quando o motor for acionado com sucesso, e for girar no sentido horário deve ser 
gerado um sinal digital alto (1) na saída Q1. 
 
Quando o motor for acionado com sucesso, e for girar no sentido anti-horário deve 
ser gerado um sinal digital alto (1) na saída Q2. 
 
 
 
OBSERVAÇÕES: 
 
Para cada botão de acionamento, seja no sentido horário ou anti-horário, não se 
esqueça de fazer um selo para os mesmos. 
 
Utilize a linguagem Ladder para criar o programa que atenda a todas as 
especificações acima. Depois, Simule o circuito no software Zelio e verifique o 
funcionamento correto do motor em todas as condições especificadas: motor 
acionado e motor desligado e motor em falha. 
 
Utilize o esquemático de ligação apresentado na figura 1, a seguir para desenvolver 
sua atividade: 
 
 
 
 
 
 
 
luy
 
 
Figura 1 – Esquemático do circuito 
 
Fonte: Osipi, 2025. 
 
Capture prints das telas de simulação, mostrando: 
 
2.1 – O esquema utilizando a linguagem LADDER no software Zélio. 
 
2.2 – A saída Q1 em alto para o motor girando no sentido horário. 
 
2.3 - A saída Q2 em alto para o motor girando no sentido anti-horário 
 
 
 
Esses prints devem ser encaminhados como parte da entrega final do projeto. 
 
 
b) Quais os principais fatores que devem ser considerados no dimensionamento e 
seleção de turbinas para uma PCH? 
 
 
c) Explique, de forma breve, como ocorre a conversão de energia na turbina 
hidráulica e o papel do gerador nesse processo. 
 
 
 
 
d) Calcule a potência hidráulica bruta disponível neste potencial, considerando 
aceleração da gravidade = 9,8 m/s² e densidade da água = 1000 kg/m³. 
 
 
 
 
 luy
2) Uma bomba é um equipamento com a função de transferir energia de uma 
determinada fonte para um líquido, permitindo que ele possa se deslocar de um 
ponto para outro, inclusive vencendo desníveis geométricos. 
 
As bombas centrífugas são aquelas que desenvolvem a transformação de energia 
através do emprego de forças centrífugas. Elas possuem pás cilíndricas, com 
geratrizes paralelas ao eixo de rotação, sendo essas pás fixadas a um disco e a uma 
coroa circular, compondo o rotor da bomba. 
 
Com relação à curva característica de uma bomba, podemos dizer que é a 
expressão cartesiana de suas características de funcionamento, expressas por 
vazão, em m3/h na abcissa e na ordenada Altura, em mca (metros de coluna 
d’água). 
 
A cavitação, como também estudamos durante este módulo, é um fenômeno 
indesejado que pode ocorrer nas máquinas de fluxo. Para calcularmos esse 
fenômeno, devemos levar em conta alguns parâmetros, como altura de sucção, 
perda de carga na sucção, pressão atmosférica e pressão de vapor do fluido. 
Calculando o NPSH(d), é possível analisarmos se uma bomba está ou não operando 
em uma condição de cavitação. 
 
Uma outra tarefa que você terá é selecionar uma bomba para suprir um sistema de 
bombeamento nesta propriedade: 
 
No sistema a seguir, você será responsável por realizar a seleção de uma bomba 
para um sistema de bombeamento que deve elevar uma vazão de água de 12 m³/h a 
uma altura de 25 m. O diâmetro interno da tubulação é de 1+1/2” (38,1mm), e o 
comprimento total da tubulação é de 50 m, sendo o comprimento total da tubulação 
de sucção de 4 m, com uma altura de sucção de 2 m. Na sucção, temos uma válvula 
pé de crivo (k=7,3) e um cotovelo 90 ° com raio médio (k=0,7). No recalque, temos 2 
cotovelos 90° com raio médio (k=0,7). Considere que a água está a 30 °C e possui 
viscosidade cinemática igual a 0,8.10-6m²/s. 
 
 
 
 
luy
 
Para encontrar a perda de carga distribuída, necessitamos encontrar o fator de atrito 
(f), para isso podemos utilizar o diagrama de Moody. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para encontrar a rugosidaderelativa (𝞮/d), considere a rugosidade absoluta da 
tubulação sendo 0,01905 mm. 
 
 
 
luy
 
 
Para encontrar a perda de carga localizada, utilize os valores para Válvula pé de 
crivo k=7,3 e para cada cotovelo (90°) um k=0,7. 
 
 
 
 
 
a) Qual deve ser a altura manométrica da bomba a ser selecionada? Considere as 
perdas de carga do escoamento. 
 
 
 
 
 
b) Se o NPSH requerido é de 4 m, essa bomba estará operando em uma condição 
de cavitação? Utilize um fator de segurança de 10% em relação ao NPSH requerido. 
Considere a pressão atmosférica do local = 101,3 kPa e a densidade da água=1000 
kg/m³. 
 
 
 
 
 
luy
 
 
 
 
c) Pensando no aproveitamento energético do sistema, se um motor elétrico 
transmite 2,2 kW de potência a esse sistema, qual é eficiência do sistema para a 
condição de operação descrita? 
 
 
 
 
 
3) O laboratório Virtual da Algetec nos permite vivenciar experimentos através da 
simulação. Nesta etapa, devemos realizar o experimento do laboratório virtual 
intitulado “Perda de carga distribuída”. Neste experimento, analisaremos a perda de 
carga distribuída em diferentes tubulações. Primeiramente, abra o laboratório virtual 
e leia todo o sumário teórico. Em seguida, leia o “roteiro” e realize o experimento 
direcionando toda a água para a tubulação de 32 mm, conforme indicado, anotando 
os valores de vazão (rotâmetro) e pressão (manômetro em U). Em seguida, reinicie 
o experimento, agora conectando o manômetro à tubulação de 25 mm de diâmetro, 
novamente registre os valores de pressão e vazão conforme se altera a vazão. 
Agora responda às seguintes perguntas: 
 
 
 
a) Considerando os dois experimentos realizados, quais são as maiores perdas de 
carga para cada uma das tubulações? 
 
 
 
 
 
b) Com base nos seus conhecimentos adquiridos na disciplina, quais são os fatores luy
que contribuíram para que houvesse diferença na perda de carga distribuída entre 
as tubulações? 
 
 
 
luy