Exercícios de Automação Industrial

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3a Lista de Exerc´ıcios de Automac¸a˜o Industrial
Departamento de Engenharia Ele´trica
Centro de Cieˆncias Exatas e Tecnolo´gicas, Universidade Federal de Vic¸osa
Prof. M.Sc. Alexandre Santos Branda˜o
Prof. Dr. Tarc´ısio de Assunc¸a˜o Pizziolo
1. A figura a seguir indica um processo de produc¸a˜o c´ıclico que leva pec¸as atrave´s de uma esteira
a treˆs outras linhas de produc¸a˜o, nomeadas A, B e C.
As pec¸as sa˜o direcionadas a`s linhas secunda´rias por meio de um dispositivo de desvio. Este
dispositivo tem treˆs posic¸o˜es, que fazem a selec¸a˜o das linhas A, B e C. Sabe-se que uma linha
de produc¸a˜o esta´ ativa, quando a sua chave de contato (micro-switch) e´ acionada.
As linhas de produc¸a˜o devem receber uma quantidade pre´-definida de pec¸as. A linha A deve
receber exatamente cinco pec¸as; a linha B duas pec¸as, e a linha C seis pec¸as. Para contagem
das pec¸as, ha´ um sensor de presenc¸a na esteira principal.
O dispositivo de desvio muda de posic¸a˜o quando a contagem em uma linha e´ terminada.
Projete um diagrama Ladder para o processo apresentado. O projeto deve contemplar uma
bota˜o de in´ıcio e fim de operac¸a˜o.
Figura 1: Exerc´ıcio 1.
2. Um motor DC movimenta-se para frente e para tra´s pela inversa˜o de sua tensa˜o de armadura.
No mesmo eixo do motor, existe um encoder que fornece 500 pulsos a cada cent´ımetro que o
motor se desloca. Fac¸a um comando em Ladder para que ao acionar a chave A, o motor M avance
a partir do zero (posic¸a˜o repouso - home), ate´ a posic¸a˜o 20cm e la´ permanec¸a. Ao acionar R,
o motor retroceda 10cm da u´ltima posic¸a˜o e tambe´m pare. Ao pressionar o bota˜o H, o motor
retorna a` posic¸a˜o de repouso (home).
Condic¸o˜es na˜o permitidas: Se M esta´ em H, M na˜o deve ligar se R for acionado. Se M esta´ na
posic¸a˜o 10cm ou 20cm, M na˜o deve ser acionado se A for acionado novamente. Caso uma destas
condic¸o˜es ocorra, uma sirene deve ser ativada, afim de indicar uma situac¸a˜o na˜o permitida.
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3. Um circuito de controle e´ utilizado para detectar e contar o nu´mero de produtos transportados
em uma linha de montagem. Para iniciar o processo, e´ pressionado o bota˜o liga, o qual aciona
uma esteira de transporte. Um sensor e´ utilizado para contagem dos produtos. Quando forem
contados cinco produtos, uma prensa deve ser acionada por um per´ıodo de dois segundos. Na
sequeˆncia, o transporte dos produtos e´ reiniciado. Deve ser previsto um bota˜o de parada para
finalizar o processo. Implemente o processo descrito utilizando a linguagem Ladder.
Figura 2: Exerc´ıcio 3.
4. Na figura a seguir, ao pressionar um bota˜o de partida BTN LIGA, e´ lidado o motor M1 que
comanda uma esteira que vai transportar chapas meta´licas. O sensor SENSOR1 detecta as
chapas que sa˜o depositadas na esteira M2. A cada 20 pec¸as, a esteira M1 deve parar e acionar
o motor M2 por cinco segundos. O motor M2 comanda a esteira que transporta as pilhas
completas. O contador e´ reiniciado com o valor zero e o processo se repete ate´ que o bota˜o
BTN DESLIGA seja pressionado. Fac¸a o diagrama Ladder deste sistema.
Figura 3: Exerc´ıcio 4.
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5. A figura seguinte, um transportador de caixas e´ composto de treˆs correias transportadoras,
movidos pelos motores M1, M2 e M3. As caixas chegam pelo plano inclinado da esquerda,
pore´m uma trava hidra´ulica T permite (ou na˜o) sua entrada na linha.
Os sensores de fim de curso C1, C2, C3 e C4 indicam a presenc¸a de uma caixa. Ao fim do
percurso (C4 acionado), as caixas sa˜o retiradas por um brac¸o mecaˆnico.
Elabore um programa em Ladder para PLC para o sistema de transporte de cargas que siga as
seguintes regras de funcionamento:
• Os correias devem estar paradas sempre que na˜o existam caixas a transportar. A trava
hidra´ulica T so´ deve permitir a queda de uma nova caixa quando a primeira correia estiver
parada e sem nenhuma caixa;
• O motor M1 so´ deve ser posto em funcionamento quando a segunda correia estiver parada
e sem nenhuma caixa. O motor M2 so´ deve ligar quando a terceira correia estiver parada e
sem nenhuma caixa, ou parada com uma caixa no fim do percurso (C4 acionado). Por fim,
o motor M3 so´ deve ser posto em funcionamento se na˜o existir nenhuma caixa em C4.
Figura 4: Exerc´ıcio 5.
6. A figura abaixo apresenta uma ma´quina automa´tica de furar. A parte ele´trica da ma´quina e´
constitu´ıda por dois motores MA e MB, um bota˜o de pressa˜o m e dois sensores de fim de curso
a e b. O motor MB esta´ diretamente acoplado a` bronca. MA e´ um motor com dois sentidos de
rotac¸a˜o e movimenta a bronca no sentido vertical. O movimento ascendente da coluna e´ obtido
ativando MAa. Quando se liga MAd, a coluna desce.
O funcionamento do sistema e´ o seguinte: A pec¸a a furar e´ colocada no posto de carga. Quando o
operador pressiona o bota˜o de pressa˜om, o pista˜o V e´ ativado, deslocando a pec¸a para a posic¸a˜o
de perfurac¸a˜o. O motor da coluna MA deve entrar em funcionamento treˆs segundos depois da
ativac¸a˜o do pista˜o V. A coluna desce ate´ tocar em b, altura em que MA e´ desligado. Apo´s uma
pausa de dois segundos, MA e´ ligado em sentido contra´rio, subindo a coluna ate´ acionar a. Neste
momento V e´ desligado recuando o pista˜o, possibilitando a retirada da pec¸a do posto de carga.
Neste instante, a ma´quina fica pronta para um novo ciclo de funcionamento.
Implemente um programa em linguagem Ladder para a furadeira automa´tica.
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Figura 5: Exerc´ıcio 6.
7. A figura seguinte representa um sistema automa´tico de engarrafamento de cerveja. As garrafas
sa˜o transportadas em uma correia transportadora movida pelo motorM. O enchimento e´ efetu-
ado pela bomba B1, a partir de um depo´sito alimentado pela bomba B2. Este depo´sito possui
dois sensores de n´ıvel N1 e N2 calibrados para que o volume entre os n´ıveis N2 e N1 seja igual
a` capacidade das garrafas (0,6 litros).
Desde que o interruptor de funcionamento C o permita, o processo de engarrafamento cont´ınuo e´
o seguinte: quando uma garrafa chega a` posic¸a˜o de enchimento (R acionado), a correia transpor-
tadora pa´ra e a garrafa deve receber exatamente 600ml de produto. Depois de cheia, a garrafa
avanc¸a e pode ser tratada a pro´xima garrafa da cadeia. Desligando o interruptor C, o processo
pa´ra, com o cuidado de na˜o deixar nenhuma garrafa com volume diferente de 600ml.
Para otimizac¸a˜o do processo, e´ deseja´vel que o tempo de transporte da garrafa a encher seja
tambe´m utilizado para encher o depo´sito. Vale dizer que a distaˆncia entre duas garrafas conse-
cutivas pode variar bastante.
Apresente um programa Ladder para PLC que controle o funcionamento do sistema automa´tico
de engarrafamento de cerveja.
Figura 6: Exerc´ıcio 7.