Relatório N° 3: Controle de Nível de Água

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Campus Praça XI 
 
 
Relatório N°3: 
CONTROLE DE NÍVEL DE ÁGUA E 
ACIONAMENTO DE BOMBA HIDRÁULICA 
 
Engenharia Mecânica 
Automatização de Sistemas Mecânicos 
Professor Leonardo Azevedo 
Turma 3005 
 
Bruna Quissamã Pazos 201201437245 
Claudia Alves do Nascimento 201102227129 
Davi Glauber F. da Silva 201301764485 
Felipe Fontenele 201401230474 
Ricardo Osório de Moraes 201202358012 
Silas Martins de Souza 201403338132 
 
 
 
RIO DE JANEIRO 
ABRIL / 2016 
 
Partida Direta 
 
 
1. Introdução 
 A automatização de sistemas mecânicos compreende em um conjunto 
de técnicas e processos que tem por objetivo controlar de forma segura, 
automática e remota sistemas os diversos sistemas mecânicos existentes na 
indústria. Dentre todas as aplicações da automatização de sistemas 
mecânicos, estudaremos um sistema de controle de nível de água de uma 
cisterna e uma caixa d’água que, dependendo de um determinado nível 
estabelecido, uma bomba hidráulica acionará enviando água da cisterna para a 
caixa d’água. 
 
2. Objetivos 
 
 Se familiarizar com circuitos de comando eletromagnético 
utilizando contatores e dispositivos de segurança 
 Reconhecer o sistema de comando de acionamento com 
retenção 
 Acionar um dispositivo elétrico por meio de comando 
eletromagnético 
 Praticar o acionamento de partida direta de um motor trifásico 
 
 
 
3. Materiais Utilizados 
 
 Motor trifásico 
 Contatores de potência 
 Relés térmicos 
 Botoeiras 
 Relés de nível 
 Alimentação de rede em 220V 
 
 
4. Diagrama de Força 
 O diagrama de força desta partida direta expressa a carga que será 
acionada pela rede trifásica e os contatores que realizarão esta manobra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. Diagrama de Comando 
 O diagrama de comando desta partida direta representa a lógica de 
contatos que será responsável por acionar os componentes responsáveis por 
comandar as cargas presentes no diagrama de força. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Esquema de Funcionamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. Descrição da Instalação Elétrica 
 A rede de alimentação será responsável por disponibilizar, neste caso, 
uma alimentação trifásica (3 fases + terra) para atender a necessidade do 
motor elétrico utilizado. 
 Nesta instalação elétrica é utilizado um relé térmico representado pela 
letra F na saída dos contatores K0 que tem por objetivo realizar a proteção do 
motor elétrico trifásico em função de corrente de sobrecarga. O motor trifásico 
denominado BOMBA tem por objetivo acionar o circuito hidráulico que 
transportará água da cisterna para a caixa d’água. 
 O relé térmico presente no diagrama de comando tem por objetivo 
proteger o circuito de comando caso haja acionamento do relé térmico do 
diagrama de força. A botoeira L/D é um acionamento retentivo normalmente 
aberto que visa a energização e a parada emergencial do motor. A botoeira 
A/M é um acionamento retentivo normalmente aberto que atua como chave 
seletora com as opções manual e automática e também aciona o contator 
normalmente fechado A/M. A botoeira A MAN do tipo pulsante normalmente 
aberta atua como energizador do circuito manual da instalação. O relé K0 é um 
dispositivo que tem por objetivo acionar os contatos K0 do tipo normalmente 
aberto. As botoeiras B1 e B2 são do tipo retentivo normalmente aberto que 
atuam como “controladores de nível”. 
 
 
8. Funcionamento do Circuito 
 
Funcionamento do Circuito Automático 
 Estando a botoeira L/D do tipo retentivo normalmente aberto na posição 
fechada, a botoeira A/M do tipo retentivo normalmente aberto na sua posição 
inicial aberta e o contator A/M normalmente fechado na sua posição inicial 
fechada, o circuito automático está ativado. Com a botoeira A/M na posição 
aberta, o circuito manual não poderá ser energizado. 
 As boteiras B1 e B2 representam os controladores de nível da caixa 
d’água e da cisterna respectivamente sendo que elas somente fecharão os 
seus respectivos circuitos no momento em que a caixa d’água estiver vazia e a 
cisterna estiver cheia, ou seja, somente nesse momento que a bomba será 
acionada. 
 Estando a botoeira A/M do tipo retentivo normalmente aberto na sua 
posição inicial, no momento em que a caixa d’água estiver vazia e a cisterna 
estiver cheia, as botoeiras B1 e B2, ou seja, os controladores de nível de água 
fecharem seus respectivos haverá a passagem da corrente elétrica pelos 
condutores que levam as botoeiras B1 e B2 e então o relé K0 é acionado, 
fechando seus respectivos contatores e permitindo o acionamento da bomba. 
Nesse momento, a bomba aciona o circuito hidráulico que transfere água da 
cisterna para a caixa d’água. O circuito automático só será desativado se uma 
das botoeiras B1 ou B2 interromperem o circuito, ou seja, se a cisterna estiver 
vazia ou se a caixa d’água estiver cheia. Assim, a bomba não trabalha a seco 
caso a cisterna esteja vazia e nem a caixa d’água corre o risco de transbordar. 
 
 
Funcionamento do Circuito Manual 
 Estando a botoeira L/D do tipo retentivo normalmente aberto na posição 
fechada e a botoeira A/M do tipo retentivo normalmente aberto na posição 
fechada, o circuito manual está ativado. 
 Nesta configuração, o acionamento do sistema depende do operador 
que, ao pressionar a botoeira M MAN do tipo pulsante normalmente aberta, o 
relé K0 será energizado, acionando o contator K0 normalmente aberto que está 
ligado em paralelo com a botoeira A MAN, criando assim um selo, ou seja, um 
caminho alternativo para a passagem da corrente elétrica. Simultaneamente ao 
acionamento do contator K0, os contatores K0 do tipo normalmente aberto que 
estão após a linha de alimentação serão acionados, acionando a bomba e 
permitindo que o circuito hidráulico transfira a água da cisterna para a caixa 
d’água. A interrupção do circuito manual deverá ser feita pelo operador ao 
pressionar a botoeira do tipo retentivo normalmente aberto. O contator A/M 
normalmente fechado que está ligado em série com a botoeira B1 e b2, no 
momento em que a botoeira A/M é colocada na posição fechada estabelecendo 
a configuração manual, este contnator, que está ligado em série com as 
botoeiras B1 e B2, se abre interrompendo o circuito automático, caso este 
fosse acionado acidentalmente. Este contator A/M só voltará a sua posição 
inicial novamente após a configuração automática ser selecionada através da 
botoeira A/M. 
 Para a desenergização da instalação, é necessário pressionar a 
botoeira B0, que pode ser entendido como um botão ON/OFF ou de parada 
emergencial. Se houver uma sobrecarga na instalação, o relé térmico do 
diagrama de força será acionado que por sua vez, acionará o seu contato 
auxiliar localizado no diagrama de comando, cortando assim a alimentação da 
instalação, evitando danos aos condutores e aos equipamentos devido a 
sobrecarga. 
 
ANTES DE ACIONAR A BOTOEIRA A/M QUE TEM POR FUNÇÃO 
SELECIONAR A CONFIGURAÇÃO DA INSTALAÇÃO ELÉTRICA, É 
NECESSÁRIO DESLIGAR E LIGAR O CIRCUITO POR QUESTÕES DE 
SEGURANÇA, OU SEJA, DEVE-SE LIGAR E DESLIGAR A BOTEIRA L/D 
ANTES DE REALIZAR A CONFIGURAÇÃO SEJA MANUAL OU 
AUTOMÁTICA. 
 
9. Fotografia da Instalação