Sistemas hidropneumáticos€¦ · Bibliografia Básica: 1. STEWART, HARRY L., Pneumática e Hidráulica, 3ª Edição, Editora Hemus, 2010, 486p ... ENGENHARIA MECÂNICA Sistemas

ENGENHARIA MECÂNICA

Sistemas hidropneumáticos


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Ementa

Introdução a sistemas hidropneumáticos.

Bombas, cilindros, válvulas, acessórios e fluidos hidráulicos.

Circuitos pneumáticos, ar comprimido, comandos, elementos de controle,

contadores, temporizadores, circuitos sequenciais e combinacionais, conversores

de sinal.

Sensores.

Noções de CLPs.

Carga horária semanal: 4 aulas




Objetivos

• Entender o princípio de funcionamento dos sistemas pneumáticos e hidráulicos.

• Conhecer os componentes principais, seu funcionamento e emprego.

• Elaborar circuitos pneumáticos e hidráulicos fundamentais.

• Desenvolver circuitos pneumáticos sequenciais.

• Compreender a técnica de comando elétrico aplicado à circuitos

hidropneumáticos.




Objetivos

• Enumerar os transdutores empregados em sistemas hidropneumáticos.

• Explicar os tipos básicos, seu funcionamento e suas características, bem

• como identificar seu campo de aplicação.

• Entender o princípio de funcionamento de controladores lógicos programáveis.

• Identificar as áreas de aplicação, principais tipos e características.

• Desenvolver noções de aplicação e programação.



Avaliação do aprendizado

Nota Bimestral 1:

50 pontos – Atividade sala de aula e relatórios de laboratório.

50 pontos – Atividade prática e avaliação bimestral.

Nota Bimestral 2:

50 pontos – Atividade sala de aula e relatórios de laboratório.

50 pontos – Atividade prática e avaliação bimestral.





Bibliografia Básica:

1. STEWART, HARRY L., Pneumática e Hidráulica, 3ª Edição, Editora Hemus,

2010, 486p.

2. FIALHO, ARIVELTO BUSTAMANTE, Automação Pneumática - Projetos,

Dimensionamento e Análise De Circuitos, 3ª ED. Editora Érica, 2003. 324p.

3. NOLL VALDIR, Automação Eletropneumática - Estude E Use, 1ª Ed, Editora Érica,

2011. 140p




Bibliografia complementar:

1. SILVA, DEODORO RIBEIRO DA, Transporte Pneumático - Tecnologia,

Projetos e Aplicações na Indústria e nos Serviços, Editora: Artliber, 2010,

p172.

2. MOREIRA, ILO DA SILVA, Sistemas Hidráulicos Industriais - Senai - SP Editora,

2012

3. MOREIRA, ILO DA SILVA, Comandos Elétricos de Sistemas Pneumáticos e

Hidráulicos - Senai - SP Editora, 2012

4. MOREIRA, ILO DA SILVA, Sistemas Pneumáticos - Senai - SP Editora, 2012

5. FERDINANDO NATALE ; Automação Industrial - 7ª Edição; Editora Érica, 2005.



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PLC => Aquisição e controle direto de dados dos instrumentos

chão de fábrica (sensores, atuadores, válvulas, posicionadores,

contatores, etc);




SCADA => Supervisão e comando do processo industrial

(atende às necessidades específicas de um determinado setor

da produção). Supervisão e IHM’s;



MES => (Manufacturing Execution System) Gerenciamento e

otimização do processo de produção.

É responsável por todo o acompanhamento da produção, desde

a ordem de produção ao produto final;



ERP => (Enterprise Regular Production): Planejamento

estratégico e gerenciamento macro de todo o processo de

produção.

Administra os recursos da empresa, em que se encontram os

softwares para gestão de vendas e financeira.



Industria 4.0

O objetivo geral é usar a chamada "fábrica inteligente" para obter vantagens

de produção.

Os elementos-chave são:

- adaptabilidade;

- eficiência de recursos;

- design ergonômico; e

- integração de clientes e parceiros de negócios nos processos de

negócios e de valor agregado.

Essa mudança, que algumas pessoas chamam de quarta revolução

industrial, pretende dar às empresas uma vantagem técnica na competição

internacional



Plantas devem ter um design modular

Máquinas inteiras e componentes da planta estão se comunicando uns com

os outros e com o nível de ERP, uma taxa de dados adequada deve ser

assegurada no backbone da planta.

Isso evita gargalos e permite que os componentes da planta sejam

atualizados ou expandidos em uma data posterior.

Portanto, as plantas projetadas para a visão da Indústria 4.0 precisam ter um

design modular muito mais consistente.

Cabeamento em conformidade com o padrão Cat.6A é definitivamente à

prova de futuro no backbone da planta, com taxas de dados de até 10

Gbit/s.




Esses cabos de backbone são normalmente instalados em conduítes de

cabos ou dutos de cabos.

No entanto, para componentes de plantas móveis maiores, o backbone

muitas vezes precisa ser roteado usando correntes de arrasto.

Para atender a esses requisitos, desenvolveram o ETHERLINE® Cat.6A FD,

adequado para uso em esteira porta-cabos, garantindo uma transmissão de

dados confiável em vários milhões de ciclos de dobra.

No entanto, Cat.6A não é apenas sobre o backbone.




Sensores complexos, como câmeras industriais, também precisam desses

tipos de conexões de rede, já que precisam transmitir taxas de dados mais

altas.

Para a conexão, é preciso também um conector que esteja em conformidade

com o Cat. 6 padrão.

Se a impermeabilização e a resistência à sujeira que atendem à IP67

também forem necessárias.



Quatro núcleos em vez de oito

Dentro de uma máquina ou célula de produção, os cabos 4-core Cat.5 são os

produtos mais utilizados.

Eles têm uma taxa de dados máxima de 100 MBit/s.

Suficiente para redes de sistemas IO descentralizados ou sistemas de

visualização baseados em máquinas.

Sistemas Ethernet industriais, como PROFINET, ETHERNET/IP e

ETHERCAT, são frequentemente usados nesse nível.

A principal vantagem de 100 MBit/s é que quatro núcleos são suficientes, em

vez dos oito necessários para a transmissão Gigabit.

Isso reduz significativamente os custos de conexão e os cabos são mais

compactos









Internet das Coisas (IoT)



Indústria 4.0 – Arquitetura Básica



A rede convergente

As primeiras redes de dados limitavam-se a trocar informações baseadas em

caracteres entre sistemas de computadores conectados.

O telefone, o rádio e as redes de televisão tradicionais foram mantidos separados de

redes de dados.

Antigamente, cada um desses serviços exigia uma rede dedicada, com diferentes

canais de comunicação e tecnologias diferentes para carregar um sinal de

comunicação específico.

Cada serviço possuía seu próprio conjunto de regras e padrões para assegurar a

comunicação bem-sucedida.



















Computação em nuvem





ENGENHARIA ELÉTRICA

Automação Industrial I



Controladores na neblina

Sensores recolhem dados e encaminham essas informações aos controladores. O

controlador pode encaminhar qualquer informação reunida pelos sensores para

outros dispositivos na neblina, como mostrado na figura.





Sensores habilitados por IP

Alguns sensores e atuadores são compatíveis com TCP/IP, o que exclui a

necessidade de um controlador.

Neste exemplo, o gateway desempenha a função de roteamento necessária para

fornecer conectividade com a Internet para dispositivos habilitados por IP.

Os dados que esses dispositivos geram podem ser transportados para um servidor

regional ou global para análise e processamento.



Gerenciamento Células Chão de Fábrica Nível Atuador- Sensor

Workstation, PC

CLP, PC

CLP, PC Acionam. Válvulas

Atuadores Sensores

Evolução das Instalações




Centralizado








Cada dispositivo individualmente ligado

ao CLP.

Alto custo de instalação.



Distribuído e Integrado


ENGENHARIA ELÉTRICA

Automação Industrial II






Sensores e atuadores inteligentes.

Ganho funcional.

Baixo custo de instalação.





Dispositivos de Entrada

Botoeiras

São chaves acionadas manualmente, constituídas por: botão,

contato NA (normal aberto) ou NF (normal fechado). Quando

seu botão é pressionado, invertem seus contatos, e quando

este for solto, devido ação de uma mola seus contatos voltam à

posição inicial.



Chaves Fim-de-curso

São chaves acionadas mecanicamente, por meio de um rolete

mecânico, ou gatilho (rolete escamoteável), fazendo com que

seus contatos sejam invertidos ao serem acionadas.

Geralmente são posicionadas no decorrer do percurso de

cabeçotes de máquinas, ou hastes de cilindros.










Sensores de proximidade

São chaves eletrônicas que emitem um sinal ao detectar a

proximidade de um objeto em esteiras, hastes de cilindros ou

cabeçotes de máquinas.

Os sensores de proximidade podem ser de diversos tipos,

entre eles estão os: indutivos e óticos..




Sensores Indutivos

São sensores que são acionados quando um objeto metálico é

aproximado, entrando em um campo eletromagnético.




Sensores óticos

São sensores que funcionam segundo o princípio de emissão e

irradiação infravermelha.

Óptico por barreira;

Óptico por difusão;

Óptico por reflexão.




Ótico por barreira

Sensor no qual possui um elemento emissor de irradiação

infravermelha, montado em frente a um receptor em uma

distância pré-determinada. É acionado quando ocorre uma

interrupção da irradiação por qualquer objeto, pois esta deixará

de atingir o elemento receptor.




Ótico por difusão

Sensor no qual o emissor e o receptor estão montados em um

mesmo conjunto.

É acionado quando os raios infravermelhos emitidos, refletem

sobre a superfície do objeto e retornam ao receptor




Ótico por reflexão

Sensor parecido com o ótico por difusão, diferindo apenas no

sistema ótico.

Os raios infravermelhos emitidos refletem em um espelho

instalado frontalmente, e retornam ao receptor.

É acionado quando um objeto interrompe a reflexão de raios

entre o espelho e o receptor.




Cilindros

Também conhecidos como atuadores pneumáticos ou

hidráulicos, podem ser do tipo linear, rotativo ou oscilante. Os

mais comuns são os do tipo linear, que transformam a pressão

do ar comprimido ou do óleo, em movimento linear e força. Os

tipos de cilindros lineares mais utilizados são o de simples ação

e o de dupla-ação.

Dispositivos de Saída



Válvulas direcionais

Dispositivos de Saída

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