UNIVERSIDADE DA REGIÃO DE JOINVILLE – UNIVILLE

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

EXPERIMENTOS ELETROPNEUMÁTICOS

EMANUELLI CAROLINE MENDES

FABIO RIBEIRO

IVAN TIAGO SCHREINER

LUCAS ROMARIO FERREIRA

THIAGO ZIERHUT

PROFESSOR: EDSON PAIVA

Automação Industrial

SÃO BENTO DO SUL - SC

2015

SUMÁRIO

OBJETIVO……………………………………………………………………...…….03

1 INTRODUÇÃO TEÓRICA.………………………………………………….…….04

2 LISTA DE MATERIAIS.…………………………………………………….……..07

3 RELATO DOS EXPERIMENTOS..…………………………………………....…10

3.1 Experimento

1……………………………………............................................10

3.1.1 Materiais Utilizados...................................................................................10

3.1.2 Procedimentos..........................................................................................10

3.1.3 Funcionamento.........................................................................................11

3.2 Experimento 2………………………….............................................………..12

3.2.1 Materiais

utilizados....................................................................................12

3.2.2 Procedimentos..........................................................................................13

3.2.3 Funcionamento.........................................................................................13

3.3 Experimento 2.1…………………………………................................

………..14

3.3.1 Materiais

utilizados....................................................................................14

3.3.2 Procedimentos..........................................................................................14

3.3.3 Funcionamento.........................................................................................15

CONCLUSÃO…………………………………………………………………..…….16

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS……………………………..........................17

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OBJETIVO

Estes experimentos realizados são uma forma de revisar e fixar os

conceitos das aulas teóricas através da prática experimental, onde qual foi

montado circuitos eletropneumáticos utilizando os dispositivos anteriormente

vistos apenas em diagramas. Isto ajuda a compreender seus efeitos no circuito

de maneira experimental, realizando testes para analisar o seu comportamento

nas mais diversas variáveis.

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1 INTRODUÇÃO TEÓRICA

1.1 Válvulas

A válvula solenoide pneumática é um tipo de solenoide de padrão

eletromecânico que, quando ativado por energia elétrica, abre uma válvula sob

uma pressão de ar positiva ou negativa. No padrão de aplicações industriais,

elas têm sido usadas por muitos anos como um tipo de chave liga / desliga

para sistemas pneumáticos. Elas também têm sido comumente empregadas

em sistemas de controle de fluido, como para liberar água quente e fria em

uma cuba de lavagem em uma máquina de lavar automática, ou para sistemas

de controle se sistemas de irrigação externos.

Identificam-se inicialmente pelo número de vias pelo número de

posições de comando que elas podem assumir, pela posição preferencial

assumida e pelo tipo de atuação (operação). O número de vias (caminhos) e o

de posições se definem por números assim convencionados: 2/2 – 3/2 – 4/2 –

5/2 – 5/3, onde o primeiro número define a quantidade de vias e o segundo

define o número de posições que a válvula pode assumir.

As válvulas simples solenoide atuam através de um sinal elétrico

contínuo, sendo que as válvulas de duplo solenoide atuam por meio de sinais

alternados, ou seja, uma vez eliminado o sinal elétrico a válvula manterá a

posição do último sinal, exceto de 3 posições onde o sinal deve ser contínuo.

1.2 Cilindro Dupla Ação

Um cilindro pneumático utiliza ar comprimido para produzir trabalho em

ambos os sentidos de movimento (avanço e retorno), diz-se que é um cilindro

de dupla ação, o tipo mais comum de utilização. Sua característica principal,

pela definição, é o fato de se poder utilizar tanto o avanço quanto o retorno

para desenvolvimento de trabalho. Porém a uma diferença quanto ao esforço

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desenvolvido: as áreas efetivas de atuação da pressão são diferentes; a área

da câmara traseira é maior que a da câmara dianteira, pois nesta há que se

levar em conta o diâmetro da haste, que impede a ação do ar sobre toda a

área. O ar comprimido é admitido e liberado alternadamente por dois orifícios

existentes nos cabeçotes, um no traseiro e outro no dianteiro que, agindo sobre

o êmbolo, provocam os movimentos de avanço e retorno. Quando uma câmara

está admitindo ar à outra está em comunicação com a atmosfera. Esta

operação é mantida até o momento de inversão da válvula de comando;

alternando a admissão do ar nas câmaras, o pistão se desloca em sentido

contrário.

1.3 Botões de Pulso

As chaves auxiliares botões de pulso são comandadas manualmente e

tem a finalidade de interromper ou estabelecer momentaneamente, por pulso,

um circuito de comando para iniciar, interromper ou comandar um processo de

automação.

1.4 Chave seletora

Possui duas ou mais posições e permite selecionar uma entre várias

posições em um determinado processo com ponto de contato comum. Também

pode ser chamada de chave comutadora, contato three-way ou contato

paralelo. Esse tipo de chave representa uma função composta, sendo a parte

superior um contato NF e a parte inferior um contato NA.

1.5 Mangueiras

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As mangueiras utilizadas no experimento são fabricadas em Poliuretano

(é um polímero que compreende uma cadeia de unidades orgânicas unidas por

ligações uretânicas) são comumente utilizadas em diversos ambientes de

aplicações, principalmente em sistemas pneumáticos, robótica, indústria

automobilística, equipamentos médicos e odontológicos, condutores de fluídos

de baixa pressão, painéis de distribuição e dosadores.

1.6 Cabos

Fabricados em cobre, para ter uma melhor eficiência de condução da

energia, revestidos com polímero, sendo de duas cores distintas; vermelho e

preto. Onde as corres representam a polaridade da conexão, sendo o cabo de

cor preta o negativo e o vermelho o positivo. Nas extremidades a conectores

nos mesmos para facilitar a execução do experimento.

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2 LISTA DE MATERIAIS

Cabos vermelhos e pretos

Botão de pulso 02 verde Botão de pulso 01 azul

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Cilindro dupla ação

Válvula simples solenoide

Válvula duplo solenoide

8

Mangueiras 15cm e 30cm Rele

Botão seletor

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3 RELATO DOS EXPERIMENTOS

Foram realizados 3 experimentos para aplicação do conhecimento

teórico na prática. Estes são situações muito comuns encontradas nas

empresas que utializam estes tipos de dispositivos.

3.1 Experimento 1

Conciste no acionamento, com um toque, de um botão verde, do qual vai

fazer com que o cilindro avance e permaneça nesta posição até que seja

acionado o botão azul, que fará com que o cilindro retorne.

3.1.1 Materiais Utilizados

Os seguintes materiais foram utilizados para a realização do

experimento:

04 cabos vermelhos

02 cabos pretos

01 botão pulso 01

01 botão de pulso 02

01 válvula duplo solenoide

01 cilindro dupla ação

02 mangueiras 15 cm

01 mangueira 30 cm

3.1.2 Procedimentos

10

Para a ligação de ar comprimido, deve seguir da seguinte forma:

Prendendo todos os dispositivos necessários na bancada, iniciasse a ligação

pelo sistema pneumático. Com uma mangueira de 30cm, é ligado o sistema de

alimentação com a válvula, e da válvula, com 2 mangueiras de 15cm, uma em

cada ponta do cilindro de dupla ação.

A ligação da parte elétrica deve seguir da seguinte forma:

Cabo vermelho da alimentação 24v para o botão de pulso verde,

primeira entrada;

Cabo vermelho da entrada do botão de pulso verde para a

entrada do botão de pulso azul;

Cabo vermelho da saída do botão de pulso verde para a primeira

entrada primeira vermelha da válvula;

Cabo vermelho da saída do botão de pulso azul para segunda

entrada vermelha da válvula;

Cabo preto da alimentação 0v para primeira entrada preta da

válvula;

Cabo preto da primeira entrada preta da válvula para a outra

entrada preta da válvula.

O sistema está pronto para receber alimentação de energia e ar

comprimido e realizar o experimento.

3.1.3 Funcionamento

Acionando o botão de pulso verde é liberado energia para o cilindro

avançar, ficando desta forma até ser acionado o botão de pulso azul, o qual vai

passar corrente desativando a corrente gerada pelo botão de pulso verde,

consequentemente desativando a passagem de ar comprimido que está

mantendo o cilindro avançado, e ativar a passagem do ar comprimido que

realizará o retorno do cilindro para sua posição de origem.

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Foi testado com diversas velocidades, do qual pode ser controlada com

as válvulas de estrangulamento existentes nas entradas do ar comprimido do

cilindro de dupla ação.

3.2 Experimento 2

Conciste no acionamento de um botão verde, do qual vai fazer com que

o cilindro avance e só irá retornar quando o botão for solto.

3.2.1 Materiais Utilizados:

Os seguintes materiais foram utilizados para a realização do

experimento:

02 Cabos Vermelhos e 02 Cabos pretos

01 botão de pulso

01 Válvula Solenoide

01 Cilindro de dupla ação

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3.2.2 Procedimentos

Iniciamos o experimento com a ligação para a alimentação pneumática,

a mesma parte de um compressor de ar no qual é interligado pelas

mangueiras, as quais levam pressão até a válvula solenoide qual ao ser

liberada irá transmitir o ar até o pistão mantendo ele aberto e ao se desligar o

sistema pneumático do pistão o ar é liberado.

Prosseguimos com a ligação de uma fase neutra, que alimenta

diretamente o sistema de válvula pneumática enquanto a fase positiva é ligada

primeiramente na botoeira de pulso e após que é feita a ligação até a válvula

pneumática.

3.2.3 Funcionamento

A corrente elétrica faz seu circuito liberando a válvula assim realizando

seu trabalho de liberar o ar para o pistão realizar seu trabalho, pelo fato do

pistão não armazenar o ar e ter o retorno por mola, o ar é liberado ao ambiente

quando se desliga a corrente elétrica (solta a botoeira), qual mantinha a

solenoide em um circuito fechado.

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3.3 Experimento 2.1

Conciste no acionamento, com um toque, de um botão verde, do qual vai

fazer com que o cilindro avance e só irá retornar quando o botão for solto.

3.3.1 Materiais utilizados

Os seguintes materiais foram utilizados para a realização do

experimento:

Cabos vermelhos;

Cabos pretos;

Botão seletor;

Botão de pulso 02;

Relé 02;

Válvula simples solenoide;

Cilindro dupla ação 02;

Mangueiras 15 cm;

Mangueira 30 cm.

3.3.2 Procedimentos

A ligação da parte elétrica, deve seguir da seguinte forma:

A energia deve ser ligada da saída do painel para a entrada do botão

pulso;

A saída do botão pulso para a entrada do botão seletor;

A saída do seletor vai para o relé A1;

O A1 do relé também é ligado na válvula simples;

A saída da caixa de energia deve ser ligada ao relé;

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A saída da caixa de energia deve ser ligada a válvula;

A entrada do botão pulso deve ser ligada a entrada C do relé;

A saída do botão pulso deve ser ligada a saída M do Relé;

Para a ligação de ar comprimido, deve seguir da seguinte forma:

A alimentação de ar comprimido deve ser ligada a válvula simples e

então a alimentação do ar deve ser ligada da válvula até o pistão, e novamente

do pistão para a válvula.

3.3.3. Funcionamento

A entrada de energia deve ser ligada na chame de emergência e a

entrada de ar comprimido deve estar aberta para que o experimento funcione,

posteriormente a isso, deve acionar o botão pulso com o botão seletor

acionado, após isso o pistão irá até o fim de curso, ao soltar o botão o pistão

continuará no fim de curso. Para fazer com que o pistão volte ao início do

curso, deve desativar o seletor. Após isso o pistão irá voltar ao início do curso.

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CONCLUSÃO

Esta prática foi importante pois proporcionou conhecermos e nos

familiarizarmos com a bancada do laboratório de automação pneumática e

seus componentes, como também a compreensão do funcionamento dos

comandos eletropneumáticos propostos nos experimentos. Com isso, foi

possível observar o fluxo de ar, direcionamento das válvulas e analisar a

atuação do atuador no sistema, tendo uma base da utilização da rede de

distribuição de ar comprimido em uma indústria e a importância nos mais

diversos processos que utilizam este tipo de automação.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

GORGULHO JÚNIOR, José Hamilton Chaves. Sistemas

Hidropneumáticos I. Disponível em: <ftp://ftp.mecanica.ufu.br/LIVRE/SCHP/

arquivos/Aula_08_Pneumatica -UNIFEI.pdf> Acesso em: 29 agosto de 2015.

DORNELES, Viviane; MUGGE, Tobias. Pneumática Básica.

Disponível em: <https://tobiasmugge.files.wordpress.com/2008/10/apostila-

pneu.pdf> Acesso em: 29 agosto de 2015.

MORAES, Cícero Couto de. Engenharia de Automação Industrial. 2°

edição, Rio de Janeiro: LTC, 2007.

PARKER. Manual de instalação e manutenção. Disponível em:

<http://www.extranetparker.com.br/> Acesso em: 29 agosto de 2015.

MECÂNICA INDUSTRIAL. Disponível em:

<http://www.mecanicaindustrial.com.br/> Acesso em: 29 agosto de 2015.

LOUREIRO, Mario. Técnicas em pneumática. Disponível em:

<http://www.marioloureiro.net/tecnica/pneumatica/fundamentos3.pdf> Acesso

em: 29 agosto de 2015.

ELETRICIDADE E ELETRÓNICA. Disponível em:

<http://eletrosim.blogspot.com.br/2012/05/botoeiras-e-chaves.html> Acesso

em: 29 agosto de 2015.

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