ESCOLA NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE DEPARTAMENTO DE MÁQUINAS MARÍTIMAS

3º Ano do Curso de Engenharia de Máquinas Marítimas

1º TESTE DE AUTOMAÇÃO (M323)

Data – 17.05.2006 Duração - 2.5 horas

1ª PARTE (8 val.)

1. Simplifique algebricamente a função lógica cbacbacbacbaS ........ +++= , e represente o respectivo esquema pneumático em simbologia ISO-CETOP 1219. (Nota: a e b são botoneiras pneumáticas 5/2 com retorno por mola). (1.0 val.)

2. Considere o circuito pneumático representado na Fig.1. Deste modo, responda às seguintes questões:

Fig.1

a) Descreva o modo de funcionamento deste circuito. Caracterize os respectivos componentes. (1.0 val.) b) Represente o esquema análogo eléctrico em simbologia CEI. Comente. (1.0 val.)

3. Considere o circuito hidráulico representado na Fig.2. Deste modo, responda às seguintes questões: a) Quando a válvula estranguladora de caudal estiver ajustada no valor mínimo de abertura (min), qual é o

sentido do caudal de óleo no circuito (0.25 val.) b) Quando a válvula estranguladora de caudal estiver na posição 1 e a válvula 4/3 for accionada para a

posição “a”, diga o que acontece ao cilindro. (0.25 val.) c) Se o cilindro estiver a deslocar-se e colocar a válvula estranguladora na posição “2”, o que acontece? (0.25

val.) d) Diga qual a função da válvula A no circuito. (0.25 val.) e) Descreva sucintamente o funcionamento do circuito. Dê um exemplo de aplicação prática. (1.0 val.)

1

A

Fig.2

4. Considere o circuito de arranque, paragem e inversão de marcha de um motor eléctrico de corrente contínua

(Vcc=± 24 V). Deste modo, responda às seguintes questões:

a) Represente o esquema de comando eléctrico em simbologia CEI. Considere a montagem de encravamentos eléctricos no circuito, de modo a evitar que, com o motor a funcionar num sentido, o operador possa inadvertidamente accionar a botoneira de inversão de marcha. (1.5 val.)

b) Altere o circuito anterior de modo a que, quando accionar a botoneira de paragem (para qualquer um dos sentidos de rotação), o motor só irá parar após ter decorrido uma temporização de T segundos. (0.50 val.)

5. A Fig.3 representa um esquema eléctrico de alarme. Descreva sucintamente o modo de funcionamento do circuito eléctrico. (Nota: O circuito entra em funcionamento quando, ao ocorrer uma falha, for actuado o contacto 13-14). (1.0 val.)

Fig.3

2

2ª PARTE I (3 val.)

Considere o sistema de alarme de nível de um tanque (Fig.4). O sistema é composto pelos seguintes elementos de detecção do tipo lógico:

1) Sensor de nível baixo - 2 m (s1) 2) Sensor de nível alto – 3 m (s2) 3) Sensor de caudal na conduta A (f1) 4) Sensor de caudal na conduta B (f2)

f1 f2 A B

s2

s1B

st

L

B

Fig.4

Neste sistema, a lâmpada de alarme L deve funcionar sempre que se verifiquem as seguintes situações:

i) O sensor s1 estiver em nível baixo e nem f1 nem f2 estiverem a nível alto; ii) O sensor s2 estiver em nível alto e f1 ou f2 ou ambos estiverem em nível alto.

A buzina de alarme B deve funcionar sempre que:

i) O nível no tanque estiver abaixo de 2m; ii) O nível no tanque estiver acima de 3 m.

Deste modo responda às seguintes questões: a) Determine por dedução lógica as equações de comando da lâmpada de alarme (L) e da buzina (B), relativa a

este sistema. Justifique. (NOTA: Caso não consiga resolver o problema da forma pretendida, poderá utilizar o método que achar mais conveniente). (2.0 val.)

b) Represente o esquema electrónico de comando de L e B em simbologia MIL (NOTA: utilize apenas elementos lógicos NOR). (1.0 val.)

II (4 val.)

Considere um circuito de protecção e alarme de uma instalação de gás inerte de um navio-tanque, conforme representado na Fig.5. Este circuito possui como elementos de medida dois sensores de concentração de oxigénio (s1 e s2) e de temperatura do gás inerte (t1 e t2). Os sensores de O2 (O) e de temperatura (T) estão ajustados da seguinte forma:

s1 %O2 < 4 % (Estado lógico 0) ; %O2 ≥ 4 % (Estado lógico 1) s2 %O2 < 8 % (Estado lógico 0) ; %O2 ≥ 8 % (Estado lógico 1) t1 T < 20 ºC (Estado lógico 0) ; T ≥ 20 ºC (Estado lógico 1) t2 T < 30 ºC (Estado lógico 0) ; T ≥ 30 ºC (Estado lógico 1)

Considere que o sistema deve funcionar normalmente dentro da gama de %O2 [4 ; 8] e de temperatura [20 ; 30] (ºC). Deste modo, quando qualquer uma das variáveis de O2 e de temperatura (O, T) sair fora da gama indicada, deve fazer parar o ventilador de gás inerte (V). Por outro lado, sempre que ambas as variáveis (O, T) saírem fora da zona normal de funcionamento, deve tocar uma buzina B no painel de alarme. Deste modo, responda às seguintes questões: a) Represente a Tabela de Verdade relativa a este sistema. Justifique as opções que escolher para as funções de

saída V e B. (2.0 val.) b) Represente os mapas de Karnaugh e determine as funções lógicas de V e B. (1.0 val.) c) Represente as funções lógicas de V e B com tecnologia eléctrica (simbologia CEI). (1.0 val.)

3

Fig.5

III (5 val.)

Num posto para embutir peças em duas fases, existem 3 cilindros pneumáticos de duplo efeito, conforme representado na Fig.6. Os cilindros realizam as seguintes operações:

i) Cilindro A: Aperto da peça; ii) Cilindro B: Posicionamento dos cunhos a utilizar; iii) Cilindro C: Operação de cunhagem da peça (2 tipos de cunhos);

Os cilindros são controlados por valvulas 5/2 com duplo comando pneumático. O processo inicia-se através do operador que actua numa botoneira de “start”, desde que exista peça para ser embutida. O processo prossegue automaticamente até que a peça seja retirada e colocada uma nova pelo operador. (NOTA: Por razões de segurança, a operação de desaperto da peça só deve ser realizada após terem sido concluídas as operações de cunhagem).

Fig. 6 Pretende-se que:

a) Diga qual o ciclo mais adequado ao processo de fabrico. Justifique. (0.5 val.) b) Diga se o ciclo é combinatório ou sequencial. Justifique detalhadamente. (0.5 val.) c) Represente o diagrama correspondente à aplicação do método gráfico. Identifique as diversas partes do

diagrama. (2.0 val.) d) Determine as equações de comando. Diga quais os sensores que pode considerar como activos e passivos.

Justifique. (1.0 val.) e) Represente o esquema de comando pneumático em simbologia ISO-CETOP 1219. (1.0 val.)

SCRUBBER

DEMISTER CONTROLADOR

VÁLVULA REGULADORA

ANALISADOR O2

V

DECK SEAL

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