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1.EXERCICIO 1 Escopo: Um cilindro de dupla ação deve avançar, quando for acionado um botão de partida, permanecer parado por 4 segundos no final do curso de avanço e retorno automaticamente. Um botão de emergência deve encerrar instantaneamente o ciclo e fazer com o cilindro volte imediatamente ao ponto de partida, seja qual for a sua posição. Pneumático: 1.1.1 Explicação pneumática: O cilindro é direcionado por uma válvula direcional com duas solenoides e com um regulador de fluxo em cada entrada, com um fim de curso A1 a 100mm do começo do eixo do cilindro. Ao pressionar o botão B0 (3-4) aciona a bobina do relé K1 (A1-A2), irá fechar o contato de K1 (13-14) da linda 5, cujo irá acionar a solenoide S1, avançando o cilindro. Ao final de seu avanço, o cilindro acionara a sensor de fim de curso A1 (3-4), iniciando o temporizador TR1 (A1-A2). Após 4 segundos o seu contato (3-4) ira fechar, acionando a bobina de K2 (A1-A2), fechando o contato de K2 (13-14) e também o solenoide S2, recuando o cilindro. Em caso de emergência o operador pressionará o botão destinado a casos como esse, que no caso é o botão EM (3-4). Recuando imediatamente o cilindro, independente da sua posição. 1.3 Diagrama Trajeto passo: 1.4 Esquema do CLP: 1.5 Programação do CLP em Blocos de comando: 1.6 Circuito SFC: 1.7 Programa SFC: 1.8 Explicação do programa: Ele só sairá da Etapa zero (E0) se a transição for verdadeira, cujo será quando o botão for pressionado, o botão de emergência não estiver pressionado, o contator K1 e o fim de curso A1 não estiverem ativos. Levando-os assim para a E1, que é o avanço na saída O1 (K1). Para ele ir para a etapa dois ele tem que ter a sua transição como verdadeira, que isso ocorrerá quando o K1 estiver ativo por quatro segundos, o contator K2 não estiver ativo e o botão de emergência não estiver acionado. Então irá à etapa três, que será o retorno do cilindro. Quando o cilindro recuar até o seu ponto inicial ele voltará à etapa zero (E0). Ao pressionar o botão de emergência, imediatamente a única transição que irá se satisfazer será a (4) que mandará sinal para E3 retornando o cilindro de onde ele estiver. 2. EXERCÍCIO 2 Escopo: Ao acionar um botão de partida, um motor hidráulico deve girar no sentido horário por 10 segundos. Em seguida, o motor deve inverter automaticamente seu sentido de rotação por 8 segundos e parar, encerrando o ciclo de movimento. Em caso de emergência o operador poderá parar o motor a qualquer momento. Explicação: Primeiramente o operador aciona o botão (B1), se o temporizador um estiver desligado, irá acionar o relé K1, que irá ser selado e fechará o contato (13-14). O qual fechará o seu contato (23-24) mandando carga para o temporizador um (TR1), que está programado para 10 (dez) segundos e o seu contato (33-34) acionando o solenoide S1 rodando o motor no sentido Horário. Após o tempo passado, abrirá o seu contato (1-2) cortando K1 e fechará alimento assim o relé K2 (A1-A2), quando TR2 não estiver ativo. Quando o relé K2 ativar, será selado pelo seu contato (13-14) fechando também os seus contatos (23-24) e (33-34), acionando o temporizador dois e a solenoide S2, respectivamente. Quando o temporizador dois (TR2) receber carga ele irá contar 8 (oito) segundo e irá abrir o seu contato (1-2) cortando K2, que desativará a solenoide S2. O botão de emergência (EM) poderá ser apertado a qualquer momento. Ao ser pressionado o botão cortará a energia do sistema fazendo com que tudo pare. 2.2 Esquema em CLP: 2.3 Programação do CLP em bloco de comando: 2.4 Circuito SFC: 2.5 Programação SFC: 2.6 Explicação do programa: Para a transição (1) é necessário que o botão seja pressionado, que o emergência esteja ativo e o contator K2 não esteja acionado. Assim irá acionar o contator K1 fechando contato (13-14) com a solenoide S1 girando o motor no sentido Horário. A transição (2) só será verdadeira quando o contator K1 estiver ativo por oito segundos, emergência estiver ativo, o botão não estiver pressionando e o K1 não estiver ativo. Acionando o contator K2 girando o motor no sentido anti-Horário. Para a transição (4) o motor tem que girar no sentido anti-horário por dez segundo e o botão de emergência não estiver pressionado. Voltando assim para a etapa zero (E0). Para a emergência, quando for pressionado cancelará todas as etapas e retornará à etapa zero. 3. EXERCÍCIO 3 Escopo: Um cilindro hidráulico de dupla ação deve avançar e retornar automaticamente, efetuando um único ciclo, uma vez pressionado o botão de partida. Um segundo botão, quando acionado, deve fazer com que o cilindro avance e retorne, em um ciclo limitado, isto é, o número de ciclos deve poder ser selecionado, de acordo com a vontade do operador. Além disso, a velocidade do cilindro deve ser controlada tanto no avanço como no retorno, independentemente. 3.1 Pneumático: 3.1.1 Explicação Pneumática: Primeiramente irei ativar o acionamento programável (programado pelo operador), ao apertar o botão B1 irá acionar o relé K1 que irá fechar o selo e o contato (3-4); (23-24). Ao acionar o contato K1 (3-4) irá acionar o relé K2 cujo o mesmo fechará o contato da (13-14) ;(23-24). Com o pistão na posição inicial, em A0 (fim de curso) o contato (3-4) irá fechar acionando o relé contador K3, cortando o contato (11-12); (13-14) ativando a relé K4 (A1-A2), que irá fechar o seu contato (13-14) na linha 11 acionando o solenoide S1, avançando o cilindro até A1. Quando o A1 for ativado o contato (1-2); iram mudar de estado, desativando o relé K2 abrindo o contato (23-24) desligando o relé K1 (A1-A2), e abrindo o contato da linha 6, cotando o sinal para a bobina de K3 (A1-A2), abrindo o contato (23-24) da linha 9. Com a mudança de estado do contato (23-24) de K3, a bobina de K4 (A1-A2) irá perder sua carga (desligando S1). E com o fim de curso A1 acionado o seu contato (3-4) irá se fechar fornecendo carga a bobina do relé K5 (A1-A2), cujo o mesmo irá selar o seu contato (13-14) na linha 12, acionando o solenoide S2, fazendo com que o cilindro recue. O processo ocorrerá por uma quantidade limitada, programada no início. Ao pressionar o botão B1 novamente, o processo irá reiniciar e refrescar o relé contador com a ligação (13-14) de B1. Com o botão B2 o operador irá ativar o acionamento manual, ao pressionar o botão irá mandar uma carga ao relé K3 fechando o contato (23-24), fornecendo carga à bobina de K4 (A1-A2), fechando o seu contato (13-14) ativando a solenoide S1, que irá avançar o cilindro. Quando o A1 for ativado o contato (1-2); iram mudar de estado, desativando o relé K2 abrindo o contato (23-24) desligando o relé K1 (A1-A2), e abrindo o contato da linha 6, cotando o sinal para a bobina de K3 (A1-A2), abrindo o contato (23-24) da linha 9. Com a mudança de estado do contato (23-24) de K3, a bobina de K4 (A1-A2) irá perder sua carga (desligando S1). E com o fim de curso A1 acionado o seu contato (3-4) irá se fechar fornecendo carga a bobina do relé K5 (A1-A2), cujo o mesmo irá selar o seu contato (13-14) na linha 12, acionando o solenoide S2, fazendo com que o cilindro recue. 3.3. Diagrama trajeto passo: 3.4 Esquema do CLP: 3.5 Programação do CLP em Blocos lógicos: 3.6 Circuito SFC: 3.7 Programa SFC: 3.8 Explicação do Programa: O circuito poderá ser pulsado, com o botão B1 ou contínuo programável com o botão B2. Ao pressionar o botão B1(I2) e o botão de emergência estiver fechado e o cilindro na posição inicial e o CL (contador ligado) não estiver ativo, o circuito passa da transição (1) para a etapa E1 que avançará o cilindro, quando estendido até o fim de curso A1 ele passará pelo contador, porém não será ativo graças o CL. Após passar pela etapa do contador ele irá satisfazer a transição (3) acionando a etapa E3 que retornará o cilindro. A única transição que será satisfeita será a (11) pois o CL não está ativo e o cilindro está no fim de curso inicial.O circuito será contínuo, com passagens programadas: ao pressionar o botão B2(I3) e o botão de emergência estiver fechado e o cilindro na posição inicial e o CL (contador ligado) não estiver ativo, o circuito passa da transição (1) à E1, a qual avança o cilindro. Com isso, em paralelo, ao pressionar o botão B2, sairá da transição (5) e ativará CL (contador ligado), que só será desligado pelo RESET. Ao final do avanço o cilindro tocará no fim de curso A1 (I7) que irá pra a etapa do contador, que começará a contar pois o CL está ativo. O contador funciona com o seguinte comando: tem que estar em com a ação na ativação por pulso, a ação deve ser definida com um nome, que será o nome do contador (CONT) e ele deve ativar na ativação dele mesmo, porém com a condição de contador que é (CONT + 1). Ele funciona assim pois sempre irá ter uma ordem a seguir, como por exemplo: se ele não for ativado nenhuma vez ainda, o sistema já entenderá que é pra ele ser ativo por causa do “+1” (nenhuma vez; 0+1=1). Ao passar pela etapa E2, o circuito continua normalmente, indo pra a etapa de retorno, retornando e satisfazendo, agora, a transição (9), que é quando o CL está ativo e contador for menor que cinco (a quantidade definida pelo programador). Ai então ele mandar retornar novamente, como ele já está recuado e na posição inicia A0 (I6) então ele satisfará a transição (10) retornando assim para a etapa E1 que é o avanço novamente criando um looping. Quando o contador tiver contado cinco vezes ele irá acionar a transição (4) que é quando o CL estiver ativo, o contador for igual a cinco e estiver no fim de curso, então ele irá para a etapa E7 que é o fim do contador. Ele só irá sair desta etapa quando o botão de RESET (I8) for pressionado. Assim ele irá reiniciar o conjunto inteiro manda o circuito principal para E0 e o circuito do CL para E4. O botão de emergência, quando for pressionado, acionará um circuito diferente. Que retornará o cilindro e reiniciará o circuito principal, independente da sua posição. 4. EXERCÍCIO 4 Escopo: Um cilindro Hidráulico de ação dupla somente deverá avançar quando seus dois botões de partida forem acionados simultaneamente (comando bi-manual). Se a diferença de tempo entre os acionamentos dos dois botões for maior do que 500ms, o cilindro não deverá partir. O retorno deverá ocorrer automaticamente uma vez haja sido alcançada a pressão pré-programada de trabalho. Um sistema de emergência, quando acionado, deverá permitir que o cilindro volte imediatamente a sua posição inicial. 4.1 Pneumático: 4.1.1 Explicação Pneumática: Ao pressionar os dois botões B1 e B2, todos os seus contatos (3-4); (13-14) iram se fechar, ativando o relé K1 que irá selar (13-14) e fechar o seu contato (23-24). Com o cilindro na sua posição inicial e o contato do relé K1 (23-24) fechado, irão fornecer carga à bobina de K2 (A1-A2), fechando o contato (13-14) na linha 8, acionando o solenoide de avanço, S1. Com o avanço do cilindro, o contato A1 (3-4), do fim de curso, irá fornecer carga ao sensor de pressão. Quando a pressão programada for atingida o contato PS1 irá fornecer carga à bobina de K3(A1-A2) fechando o contato (13-14) da linha 9, acionando a solenoide S2, retornando o cilindro. Quando o botão de emergência for ativo irá fornecer carga, imediatamente, à solenoide S2 recuando o cilindro, independentemente de sua posição. Com um diodo (1N4001) na saída do sinal do sensor PS1 (BK), isso irá proteger o sensor de uma carga contraria à carga de fluxo de saída do sensor. Caso os botões não forem acionados em 500ms o contato TR1 (1-2) irá abrir, não mandando sinal à K1. 4.2 Hidráulico: 4.2.1 Explicação Hidráulica: Ao pressionar os dois botões B1 e B2, todos os seus contatos (3-4); (13-14) iram se fechar, ativando o relé K1 que irá selar (13-14) e fechar o seu contato (23-24). Com o cilindro na sua posição inicial e o contato do relé K1 (23-24), a solenoide S1 irá ativar, avançando o cilindro. Com o avanço do cilindro, o contato A1 (16-18), do fim de curso, irá fornecer carga ao sensor de pressão. Quando a pressão programada for atingida o contato PS1 irá fornecer carga à S2, retornando o cilindro. Quando o botão de emergência for ativo irá fornecer carga, imediatamente, à solenoide S2 recuando o cilindro, independentemente de sua posição. Com um diodo (1N4001) na saída do sinal do sensor PS1 (BK), isso irá proteger o sensor de uma carga contraria à carga de fluxo de saída do sensor. Caso os botões não forem acionados em 500ms o contato TR1 (1-2) irá abrir, não mandando sinal à K1. 4.3. Diagrama trajeto passo: 4.4 Esquema do CLP: 4.5 Programação do CLP em Blocos lógicos: 4.6 Circuito SFC: 4.7 Programa SFC: 4.8 Explicação do programa: Primeiramente o circuito só vai começar a funcionar quando o botão B1(I1) ou B2(I2) forem pressionados, quando qualquer um dos dois for ativo o tempo começa e ser contado, T (tempo do botão 1) e T1 (tempo do botão 2), e somente quando os dois botões forem pressionados que ele vai ser acionado a transição (2). Porém isso só ocorrerá se o tempo T ou T1 não ultrapassarem um segundo, o reset não estiver pressionado, o botão emergência não estiver mandando sinal e a pressão abaixo da máxima. Só assim o cilindro avança, etapa E2, ao alcançar a pressão máxima programada (6 bar) o cilindro vai pra a transição (3) que manda para a etapa E3 que retorna o cilindro, ao alcançar o fim de curso A0 (I7) ele reinicia o programa. Caso o tempo corra por um segundo sem o operador pressionar os dois botões ao mesmo tempo, o sistema trava e será necessário pressionar o botão de RESET para reiniciar o programa. Ele é acionado por um circuito separado (E5). Quando, ou o tempo T ou T1, atinge o tempo ele é ativado, e vai para a etapa E6 ativado H, que só será desativado quando o botão RESET for pressionado e o tempo já estiver ultrapassado um segundo. 5. EXERCÍCIO 5 Escopo: Um único botão pulsador deve acionar, alternadamente, os movimentos de avanço e retorno de um cilindro de ação, de maneira que: acionando-se o botão pela primeira vez, o cilindro avança; soltando-se o botão o cilindro permanece avançado; acionando-se o botão pela segunda vez, o cilindro retorna; e soltando-se o botão, novamente, o cilindro permanece recuado. 5.1 Pneumático: 5.1.1 Explicação Pneumática: Para evitar sobrecargas no sistema, logo após a fonte de carga, foi colocado um relé térmico. Um botão de emergência, que cortará a energia fornecia ao circuito, e um botão para o “restart” do sistema também foram adicionados. Quando o operador pressionar o botão S1 (3-4), o mesmo fornecerá carga à bobina do relé K1 (A1-A2), que irá fechar os seus contatos (1-2) e (3-4). Quando cilindro estiver em sua posição inicial, sendo ela com A0 (3-4) acionado, e o botão S1 for pressionado, a linha 2 fornecerá carga à bobina do relé K2 (A1-A2), fechando o contato (13-14) da linha 4, fazendo o solenoide A+ avançar o cilindro. Com o cilindro na posição de avanço, sendo A1 (3-4) na linha 3, acionado e o botão S1 pressionado, a linha 3 fornecerá carga à bobina do relé K3 (A1-A2), fechando o contato (13-14) da linha 5, fazendo o solenoide A- recuar o cilindro. 5.2 Hidráulico: 5.2.1 Explicação Hidráulica: Para evitar sobrecargas no sistema, logo após a fonte de carga, foi colocado um relé térmico. Um botão de emergência, que cortará a energia fornecia ao circuito, e um botão para o “restart” do sistema também foram adicionados. Quando o operador pressionar o botão S1 (3-4), o mesmo fornecerá carga à bobina do relé K1 (A1-A2), que irá fechar os seus contatos (1-2) e (3-4). Quando cilindro estiver em sua posição inicial, sendo ela com A0 (3-4) acionado, e o botão S1 for pressionado, a linha 2 fornecerá carga à bobina do relé K2 (A1-A2), fechando o contato (13-14) da linha 4, fazendo o solenoide A+ avançar o cilindro. Com o cilindro na posição de avanço, sendo A1 (3-4)na linha 3, acionado e o botão S1 pressionado, a linha 3 fornecerá carga à bobina do relé K3 (A1-A2), fechando o contato (13-14) da linha 5, fazendo o solenoide A- recuar o cilindro. 5.3 Diagrama trajeto passo: 5.4 Esquema do CLP: 5.5 Programação do CLP em Blocos lógicos: 5.6 Circuito SFC: 5.7 Programa SFC: EXERCÍCIO 6 Escopo: Um cilindro de ação dupla deve movimentar uma ferramenta de usinagem. Ao acionar um botão de partida, a ferramenta deve se aproximar rapidamente da peça a ser usinada e, antes de tocá-la , sua velociadade deve ser reduzida a alores compatíveis com a velociada de corte da ferramenta. Uma vez terminada a operação a ferramenta deve ser retirada rapidamentee da peça, retornando a sua posição inicial. O operador poderá optar para que o equipamento funcione e ciclo único ou continúo. 6.1 Pneumático: Obs: Ultizei um cilindro de curso de 500mm, diametro interno de 40mm e diametro do eixo central de 20mm. Com um volume interno de 12.57cm3, e uma carga externa de 10 kg. A vazão do compressor é de 2500 l/min e pressão de 6 bar. 6.1.1 Explicação Pneumático: Para evitar sobrecargas no sistema, logo após a fonte de carga, foi colocado um relé térmico. Um botão de emergência, que cortará a energia fornecia ao circuito, e um botão para o “restart” do sistema também foram adicionados. Se o operador quiser um único ciclo ele deverá pressionar o botão B0 (3-4), se o cilindro estiver na sua posição inicial, com C3 acionado, irá fornecer carga à bobina do relé K1 (A1-A2), acionando os seus contatos (13-14), que irá selar o contato; (23-24), que permitirá o acionamento de K2; e (33-34), que mandará carga à solenoide S1, avançando o cilindro. Com o avanço até o sensor C1, onde haverá uma redução da velocidade no mesmo. Quando o cilindro alcançar C1, o mesmo irá fechar seu contato (3-4), enviando carga à K2 (A1-A2), cujo o mesmo comutará seus contatos (13-14), selando o contator; e (23-24), que enviará carga à solenoide S2, mudando o estado da válvula 5/2vias. Quando a solenoide S2 for ativada, a válvula irá continuar mandando ar ao sistema, porém na liberação haverá um estrangulamento, liberando apenas 5% do ar ao silenciador. Quando o cilindro atingir o final do seu curso, o mesmo irá acionar o relé K3, que enviará carga para o solenoide S3, recuando o cilindro com velocidade normal. 6.2 Hidráulica: 6.2.1 Explicação Hidráulica: Ultizei um cilindro de curso de 500mm, diametro interno de 40mm e diametro do eixo central de 20mm. Com um volume interno de 12.57cm3, e uma carga externa de 10 kg. Com uma vazão de 200 l/min e uma pressão de 200 bar. Para evitar sobrecargas no sistema, logo após a fonte de carga, foi colocado um relé térmico. Um botão de emergência, que cortará a energia fornecia ao circuito, e um botão para o “restart” do sistema também foram adicionados. Se o operador quiser um único ciclo ele deverá pressionar o botão B0 (3-4), se o cilindro estiver na sua posição inicial, com C3 acionado, irá fornecer carga à bobina do relé K1 (A1-A2), acionando os seus contatos (13-14), que irá selar o contato; (23-24), que permitirá o acionamento de K2; e (33-34), que mandará carga à solenoide S1, avançando o cilindro. Com o avanço até o sensor C1, onde haverá uma redução da velocidade no mesmo. Quando o cilindro alcançar C1, o mesmo irá fechar seu contato (3-4), enviando carga à K2 (A1-A2), cujo o mesmo comutará seus contatos (13-14), selando o contator; e (23-24), que enviará carga à solenoide S2, mudando o estado da válvula 5/2vias. Quando a solenoide S2 for ativada, a válvula irá continuar mandando ar ao sistema, porém na liberação haverá um estrangulamento, liberando apenas 5% do óleo ao tanque. Quando o cilindro atingir o final do seu curso, o mesmo irá acionar o relé K3, que enviará carga para o solenoide S3, recuando o cilindro com velocidade normal. 6.3 Diagrama trajeto passo: 6.4 Esquema do CLP: 6.5 Programação do CLP em Bloco de comando: 7. EXERCÍCIO 7 Escopo: Dois cilindros hidráulicos de dupla ação devem avançar e retornar, obdecendo a uma sequencia de movimentos predeterminada. Acionando-se um botão de partida, o cilindro A deve avançar. Quando A chegar ao final do curso, deve avançar o cilindro B. Assim que B atingir o final do curso, o cilindro A deve retornar e, finalmente, quando A alcançar o final do curso, deve retornar o cilindro B. 7.1. Pneumático: 7.1.1Explicação Pneumática: Com o cilindro na sua posição inicial, estando A em A0 e B em B0. Ao pressionar o botão S0 ele aciona o relé K1, que irá ativar o contato (13-14) selando o relé, e (23-24) ativando a solenoide A+, avançando o cilindro A. Quando avançar, irá ativar o fim de curso A1, que fechará o contato (3-4) ativando o relé K2. Ao ser ativado, os contatos de K2, (13-14) selará o contator, e o (23-24) acionará o solenoide B+, avançado o cilindro B. Quando o cilindro avançar totalmente os contatos do fim de curso B0 iram mudar de estado, sendo ele (3-4) cortando a ligação com K1, e (1-2) fechará permitindo futuramente o acionamento do solenoide B-. Assim como os contatos de B1, onde (1-2) contará o sinal do relé K2, (3-4) mandará carga a solenoide A-. Quando o cilindro A recuar irá ativar o fim de curso A0 novamente mudando o estado dos seus contatos, onde (1-2) irá cortar o sinal da solenoide B+, e (3-4) fechará o contato acionado o solenoide B-, recuando o cilindro. Quando o cilindro recuar ele irá reiniciar o sistema, porém só irá avançar novamente quando o botão S0 for pressionado. 7.2. Hidráulico: 7.2.1 Explicação Hidráulica: Com o cilindro na sua posição inicial, estando A em A0 e B em B0. Ao pressionar o botão S0 ele aciona o relé K1, que irá ativar o contato (13-14) selando o relé, e (23-24) ativando a solenoide A+, avançando o cilindro A. Quando avançar, irá ativar o fim de curso A1, que fechará o contato (3-4) ativando o relé K2. Ao ser ativado, os contatos de K2, (13-14) selará o contator, e o (23-24) acionará o solenoide B+, avançado o cilindro B. Quando o cilindro avançar totalmente os contatos do fim de curso B0 iram mudar de estado, sendo ele (3-4) cortando a ligação com K1, e (1-2) fechará permitindo futuramente o acionamento do solenoide B-. Assim como os contatos de B1, onde (1-2) contará o sinal do relé K2, (3-4) mandará carga a solenoide A-. Quando o cilindro A recuar irá ativar o fim de curso A0 novamente mudando o estado dos seus contatos, onde (1-2) irá cortar o sinal da solenoide B+, e (3-4) fechará o contato acionado o solenoide B-, recuando o cilindro. Quando o cilindro recuar ele irá reiniciar o sistema, porém só irá avançar novamente quando o botão S0 for pressionado. 7.3. Diagrama trajeto passo: 7.4 Esquema do CLP: 7.5 Programação do CLP em Bloco de comando: 8. Descrição dos elementos Pneumáticos: - Cilindro de dupla ação. -Tratamento de ar comprimido. -Válvula 5/2vias com avanço e retorno pneumático. -Válvula 5/2vias com avanço pneumático e retorno por solenoide. -Válvula 5/2vias com avanço e retorno por solenoide. -Válvula 3/2vias com acionamento por botão e retorno por mola. -Válvula 3/2vias de acionamento por solenoide e retorno por mola. - Relé Contador - Sensor de Pressão 9. Descrição dos elementos Hidráulicos: -Válvula 3/2vias -Válvula 5/2vias -Válvula de dupla ação. -Sensor de pressão.
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