JM_soluções de programação com o CLP para sistemas de partidas

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INSTITUTO FEDERAL DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE 
SÃO PAULO – CAMPUS HORTOLÂNDIA 
 
Ana Clara Mari Rocha 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO 3 
 
 
 
 
 
HORTOLÂNDIA 
24/08/2019 
 
 
 
Ana Clara Mari Rocha 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO 3 
Trabalho apresentado à disciplina de 
Sistemas Programáveis de Controle, do 
Curso Técnico em Automação Industrial 
Integrado ao Ensino Médio 
Orientador: William Cesar Ramalho 
 
 
 
 
HORTOLÂNDIA 
24/08/2019 
 
 
 
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SUMÁRIO 
OBJETIVO.................................................................................................................................4 
INTRODUÇÃO TEÓRICA.......................................................................................................5 
DESENVOLVIMENTO............................................................................................................7 
CONCLUSÃO.........................................................................................................................23 
 
 
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OBJETIVO 
Este relatório tem por finalidade apresentar soluções de programação com o CLP para sistemas 
de partidas: partida direta com/sem reversão; partida indireta; estrela-triângulo com/sem 
reversão; e partida auto-transformador com/sem reversão. As soluções consistem em verificar 
sistemas de partida aplicando o CLP como controlador. Portanto, analisa o estado das entradas 
para ver se houve algum acionamento, por exemplo, a botoeira responsável por iniciar o 
sistema. 
 
 
 
 
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INTRODUÇÃO TEÓRICA 
Em um certo período da história, os especialistas em máquinas e comando elétricos se 
depararam com uma grande problemática em relação ao acionamento de motores. Os motores 
ao serem acionados sem nenhum sistema de partida acabavam exigindo alta corrente da rede 
elétrica para saírem da inércia, o que gerava distúrbios nos processos industriais, tal que 
interferia no funcionamento de outras máquinas. Foi a partir dessa situação que passaram a 
desenvolver sistemas de partidas que fizessem o motor iniciar seu movimento com corrente 
mais baixa, apenas para sair da inércia e depois atingir a velocidade desejada. A partida em alta 
corrente chama-se partida direta, as outras partidas criadas para iniciar a partida com tensão 
mais baixa chamam-se partidas indiretas; dentre elas, serão apresentadas: partida estrela-
triângulo e partida por autotransformador. Tanto a partida direta, quanto as partidas indiretas, 
descritas anteriormente, foram usadas com e sem reversão. Em outras palavras, a reversão 
consiste na troca de fases no motor: a partida inverte os fios, fazendo com que o motor gire 
para o outro lado. 
Um termo a ser usado posteriormente é o conjugado ou momento, que consiste no conjunto de 
forças produzido pelo eixo do rotor que causa o movimento de rotação. 
Partida direta 
Nessa partida, o motor pode iniciar a plena carga, sendo que a corrente pode se elevar de cinco 
a seis vezes mais que o valor nominal. A partida direta tem a desvantagem de aquecer os 
condutores da rede, por conta dos picos de corrente, alta queda de tensão que interfere em 
outros equipamentos do mesmo sistema e alto custo pelo superdimensionamento do sistema de 
proteção. 
Partida indireta 
A partida indireta tem por objetivo reduzir o pico de corrente na partida do motor. Uma vez 
que, isso só é possível se a tensão de alimentação do motor for reduzida, ou modificando a 
característica do motor, ao alterar as ligações do seus terminais. Dentre as variações de partidas 
indiretas, estão a partida por ligação estrela-triângulo e a partida por autotransformador. 
 
 
 
 
 
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Partida por ligação estrela-triângulo 
Este tipo de partida é usado quando a curva de conjugado do motor é elevada, para que garanta 
a aceleração dele em corrente reduzida. É necessário que o motor permita a ligação em dupla 
tensão (220 V/380 V, 380 V/660 V ou 440/760 V) e possua, no mínimo, seis bornes de ligação. 
A partida do motor acontece em dois estágios. No primeiro, ele está ligado em estrela para ser 
alimentado em uma tensão √3 vezes maior que a tensão da rede. Essa tensão possibilita que a 
corrente que circula nos enrolamentos seja três vezes menor para a ligação triângulo. 
No segundo estágio, quando a rotação atinge aproximadamente 80% da rotação nominal, o 
motor é ligado em triângulo. Ao comutar de estrela para triângulo, existe um pico de corrente 
menos intenso, tal que o motor está girando. 
Partida por autotransformador 
O tipo de partida por autotransformador é usado em partidas de motores sob cargas. Reduz a 
corrente de partida, evita a sobrecarga na rede de alimentação e deixa o conjugado suficiente 
para a partida e a aceleração. 
Assim como a partida estrela-triângulo, esta partida tem dois estágio, porém diferentes. No 
primeiro estágio, a tensão de alimentação é reduzida por meio de um autotransformador. A 
relação de transformação pode ser de 65% ou 85%. Nesse estágio a velocidade do motor é 
maior que a atingida na ligação estrela-triângulo. 
No segundo estágio, depois de um tempo, o motor é ligado sob tensão e retorna em suas 
características nominais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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DESENVOLVIMENTO 
Partida direta 
Para a partida direta, serão precisos botões que possam ligar e desligar a partida, além de um 
alarme que faça a partida parar, onde esse alarme acionará quando o relé térmico disparar. A 
seguir, os diagramas de potência e comando e depois o programa em ladder. 
 
Figura 1 - partida direta 
 
Figura 2 - partida direta-ladder 
 
 
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Em Entradas, são feitas as abstrações das entradas, para facilitar, se houver necessidade, a troca 
de entrada. Em Saídas, uma memória aciona a saída Y01. Na parte Logica, a chave da memória 
M01 (responsável pela entrada do botão que inicia a partida) aciona a memória M04. Nessa 
parte, foram inseridas as chaves NF das memórias M02 e M03, para que interrompam a partida; 
no caso da M02 (responsável pela entrada do botão que desliga a partida), ela interrompe 
simplesmente para desligar a partida e no caso da M03, interrompe se houver alguma falha. 
Para visualizar em que etapa está a partida inseriu-se três telas para mostrar “DESLIGADO”, 
“LIGADO” e “FALHA”. Inicia-se a primeira tela, “DESLIGADO”, quando a saída ou a chave 
de falha não estiverem acionadas. Quando a saída estiver acionada e a chave de falha desligada, 
a segunda tela, “LIGADO”, é ligada. A terceira tela, “FALHA”, somente é ligada quando a 
chave de falha fechar contato. 
Partida direta com reversão 
No diagrama de potência e comando, a diferença entre a partida direta e direta com reversão 
está na adição de mais um contator para fazer a reversão das fases de alimentação do motor, e 
um intertravamento para que ao ligar o contator de reversão, o outro contator não esteja ligado 
junto com ele, para não danificar o motor. 
 
Figura 3 - partida direta com reversão 
 
 
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Figura 4 - partida direta com reversão-ladder 
 
 
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Portanto, para poder reverter o sentido de rotação do motor, uma nova entrada é adicionada, 
junto de uma memória para a abstração da mesma. Para iniciar a partida, deve-se apertar o 
botão correspondente a memória M01; ela iniciará normalmente. Quanto a Lógica, permanece 
a mesma da partida anterior, com a diferença de uma chave NF da memória M04 que é 
responsável pela abstração da entrada do botão de reversão; isso, é para que quando M06 
(memória responsável por acionar o contator de reversão) estiver ligada, M05 (memória 
responsável por iniciar a partida) não funcione ao mesmo. O mesmo acontece com M05, 
quando estiver ligada, M06 deve estar desligada, portanto na lógica de acionamento de M06 
deverá ter uma chave NF de M05, além de também ter as chaves NF de M02 e M03, que 
desligam e, no caso de uma falha, interrompem, respectivamente. M05 aciona a saída Q01, 
responsável por iniciar o motor com um certo sentido derotação e M06 aciona Q02, a qual é 
encarregada de reverter a o sentido de rotação do motor. N01 dá a possibilidade de conectar 
mais chaves em uma memória, pois a linha não suporta mais que três chaves. 
Partida por ligação estrela-triângulo 
Como explicado anteriormente, esta partida começa em estrela e depois de um tempo parte 
para triângulo. Para que seja possível, serão necessários três contatores, sempre serão ligados 
dois por estágio: K1 e K3, depois K1 e K2; nunca K2 e K3, pois K2 aciona a partida em 
triângulo e K3 a partida em estrela. 
 
Figura 5 - partida estrela-triângulo 
 
 
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Figura 6 - partida estrela-triângulo-ladder 
 
 
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Nesse caso as configurações mudaram. I01/M01 correspondem à entrada que sinaliza falha, 
I02/M02 ao botão de desligar e I03/M03 ao botão de ligar. M04/Q01 à saída que aciona K1, 
M05/Q02 à saída que aciona K2 e M06/Q06 à saída que aciona K3. 
Primeiramente, é acionado M06 e M05. São colocados em série a chave NF da memória de 
falha, o NF do temporizador que comuta de estrela para triângulo, NF de M05, nesse caso um 
intertravamento, e uma chave NF da memória que deliga toda a partida. Também uma chave 
do botão que liga a partida; e uma chave de M06 para formar um selo. Ao M06 ser ligado, 
como o botão de desligar e o de falha estarão desacionados, M04 será acionado, formando um 
selo com uma de suas chaves em paralelo com M06, ou seja, K1 (M04) e K3 (M06) serão 
ligados, portanto realiza-se a ligação estrela. 
Para comutar para triângulo, uma chave de M04 é conectada à um temporizador no modo 1, 
em que dado um certo tempo, desaciona M06. Isso faz com que a chave NF de M06, em série 
com uma chave de M04 que está fechada, retorne a ser NF, ligando M05. Logo, K2 é 
energizado, e o motor passa para a ligação triângulo. 
Partida por ligação estrela-triângulo com reversão 
A partida estrela-triângulo com reversão consiste no programa anterior com a adição de um 
quarto contator, que irá reverter o sentido de rotação. A parte em que comuta de estrela para 
triângulo de certo modo não mudará, a diferença é que o botão que reverte o sentido de rotação 
participará. 
 
 
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Figura 7 - partida estrela-triângulo com reversão 
 
 
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Figura 8 - partida estrela-triângulo com reversão-ladder 
Ao iniciar a partida, haverá a comutação das ligações normalmente e ao reverter a rotação do 
motor, a partida volta ao começo, de estrela para triângulo, no entanto com sentido de rotação 
diferente. Assim, deve haver um intertravamento entre a ligação estrela e a triângulo, e outro 
entre os dois sentidos de rotação do motor. 
O intertravamento entre as ligações estrela e triângulo ocorre na linha 015, com o contato NF 
de M07 (K3) conectado em M08 (K4). 
 
 
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Quanto ao intertravamento entre os sentidos de rotação do motor, ele se dá na linha 024, com 
o contato NF de M05 (K1) conectado em M06 (K2). 
Partida por autotransformador 
Nesse caso, foi projetado um programa que atendesse a um sistema de partida de três estágios. 
O primeiro, em 30% do transformador, o segundo, em 60 % e o terceiro em 100% do 
transformador. 
 
Figura 9 - partida por autotransformador 
 
 
 
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Figura 10 - partida por autotransformador-ladder 
K1 é responsável por acionar o transformador, K3 permite a passagem de 30% da tensão de 
alimentação, K4 permite 60% da tensão e K2 100% da tensão. Os temporizadores são 
necessários, tal que há uma cascata de acionamentos: K1 aciona K3, K3 aciona K4 e K4 aciona 
K2. 
Há dois botões, um de ligar e outro de desligar. 
Partida por autotransformador com reversão 
Este, agora possuirá um contator a mais. K1 acionará o motor, através do transformador, em 
um sentido, K2 em outro sentido, K3 acionará diretamente o transformador, K6 30% do 
transformador, K5 60% e K4 100%. 
 
Figura 11 - partida por autotransformador com reversão 
 
 
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Figura 12 - partida por autotransformador com reversão-ladder 
Para este tipo de partida, tem-se três botões: dois para inverterem o sentido e ao mesmo tempo 
ligar a partida, e um para desligar. 
A partida começa com K1 ou K2, dependendo do botão pressionado, depois K3, K6, K5 e por 
fim K4. Haverá um intertravamento entre K1 e K2, e entre os contatos relacionados ao 
transformador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CONCLUSÃO 
É possível concluir que conhecimentos como cascata de temporizadores, selos e 
intertravamento, são muito necessários no desenvolvimento de algum programa em ladder. 
Táticas facilitam na rapidez da produção. Por exemplo, se uma empresa precisa de soluções o 
mais rápido possível, o objetivo dela será buscar técnicas que satisfazem os seus desejos. 
A criação de telas é algo que possibilita ao operador situar-se na planta, e ainda permite, na 
ocorrência de falhas, soluções mais viáveis e específicas.