Automação industrial1 parte1 23_2_2011

ÍNDICE 1 – INTRODUÇÃO 2 – FUNÇÕES LÓGICAS/INTRODUÇÃO A LINGUAGEM LADDER 2.1 – Função E ou AND 2.2 – Função OU ou OR 2.3 – Função NÃO ou NOT 2.4 – Funções Derivadas 2.4.1 – Função NÃO E ou NAND/Função NÃO OU ou NOR 2.5 – Funções Combinacionais 2.5.1 – Função OU EXCLUSIVO ou EXOR 2.5.2 – Função COINCIDÊNCIA ou NÃO OU EXCLUSIVO ou EXNOR 3 – CIRCUITOS COMBINACIONAIS 3.1 –Expressões Booleanas Obtidas de Circuitos Lógicos 3.2 – Circuitos Lógicos Obtidos de Expressões Booleanas 3.3 – Tabela da Verdade Obtida de Expressões Booleanas e Circuitos Lógicos 3.4 – Expressões Booleanas e Circuitos Lógicos Obtidos a Partir de Tabelas da Verdade 3.4.1 – Soma de Produtos 3.5 – Simplificação de Circuitos Combinacionais Através do Diagrama de Vietch 3.5.1 – Diagrama para Duas Variáveis 3.5.2 – Diagrama para Três Variáveis 3.5.3 – Diagrama para Quatro variáveis 3.6 – Projetos de Circuitos Combinacionais 4 – CIRCUITOS DE COMANDO ELÉTRICO 4.1 – Introdução 4.2 – Dispositivos de comando dos Circuitos 4.3 – Dispositivos de Proteção 4.4 – Funcionamento Básico de um Dispositivo Eletromagnétic 4.4.1 – Contactores e Chaves Magnéticas 4.4.2 – Identificação dos Bornes dos Contactores 4.4.3 – Identificação dos Bornes do Relé Térmico 4.5 – Circuitos com Comandos Elétricos 4.5.1 – Comando dos Contactores 4.5.2 – Intertravamento de Contactores 4.6 – Dispositivos de Desligamento e Acionamento de Motores 4.6.1 – Chave de Partida Direta 4.6.2 – Chave de Partida Direta com reversão do Sentido de Rot 4.6.3 – Chave de Partida Triãngulo/Estrêla 5 – BIBLIOGRAFIA

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FUNÇÕES LÓGICAS/INTRODUÇÃO A LINGUAGEM LADDER

Função NÃO E ou NAND/Função NÃO OU ou NOR

Função OU EXCLUSIVO ou EXOR Função COINCIDÊNCIA ou NÃO OU EXCLUSIVO ou EXNOR

CIRCUITOS COMBINACIONAIS Expressões Booleanas Obtidas de Circuitos Lógicos Circuitos Lógicos Obtidos de Expressões Booleanas Tabela da Verdade Obtida de Expressões Booleanas e Circuitos Lógicos Expressões Booleanas e Circuitos Lógicos Obtidos a Partir de Tabelas da Verdade

Simplificação de Circuitos Combinacionais Através do Diagrama de Vietch-Karnaugh

Diagrama para Duas Variáveis Diagrama para Três Variáveis Diagrama para Quatro variáveis

Projetos de Circuitos Combinacionais

CIRCUITOS DE COMANDO ELÉTRICO

Dispositivos de comando dos Circuitos

Funcionamento Básico de um Dispositivo Eletromagnético Contactores e Chaves Magnéticas Identificação dos Bornes dos Contactores Identificação dos Bornes do Relé Térmico

Circuitos com Comandos Elétricos dos Contactores

Intertravamento de Contactores Dispositivos de Desligamento e Acionamento de Motores

Chave de Partida Direta Chave de Partida Direta com reversão do Sentido de Rotação Chave de Partida Triãngulo/Estrêla

Automação I

Expressões Booleanas e Circuitos Lógicos Obtidos a Partir de Tabelas da Verdade

Karnaugh

1 – INTRODUÇÃO

Definição Automação industrial pode ser definida como a tecnologia que se ocupa da utilização de sistemas mecânicos, eletroeletrônicos e computacionais na operação e controle da produção. Inclui a idéia de usar potência elétrica ou mecânica para acionar algum tipo de máquina, adicionando à máquina algum tipo de inteligência para ela executar a tarefa de modo eficiente, s Vantagem da máquina sobre o homem- Não reclama - Não faz greve - Não pede aumento de salário - Não tira férias - Trabalha no escuro, etc Desvantagem da máquina - Capacidade limitada de tomar decisões- Precisa de programação para operar- Requer ajustes periódicos - Requer manutenção periódica - Consome energia - Custo de propriedades Automação e mão de obra - Automação reduz mão de obra, mas ainda é necessário operador- Automação cria alguma outra atividade- Em vez de fazer a tarefa diretamente, o operador monitora a máquina que faz automaticamente a tarefa.- Altera habilidades e exigências do operador

Quando se faz necessário automatizar o processo- Quando a atividade profissional apresenta risco aos operadores- Quando se necessita aumentar a produção- Quando se necessita reduzir os gastos, mesmo que a médio e longo prazo- Quando a atividade exige raciocínio numérico, etc.

Classificação da automação industrialÉ possível classificar as diferentes formas de automação automação fixa, a automação programável e a automação flexível A automação fixa está baseada numa linha de produção especialmente projetada para a fabricação de um produto específico e determinado. equipamento é projetado adequadamente para produzir altas quantidades de um único produto ou uma única peça em forma rápida e eficiente, isto é para ter uma alta taxa de produção. Um exeencontrado nas indústrias de automóvel. O equipamento é, em geral, de custo elevado, devido a alta eficiência e produtividade. Porém devido à alta taxa de produção, o custo fixo é dividido numa grande quantidade de unidades fabricadas. Assim os custos unitários resultantes são relativamente baixos se comparados com outros métodos de produção. O risco que se enfrenta com a produção fixa é que, devido ao investimento inicial ser alto, se o volume de vendas for menor do que o previconseqüentemente a taxa interna de retorno de investimento será menor. Outra dificuldade existente ao adotar um sistema de automação fixa é que o equipamento é especialmente projetado para peça específica, e se o ciclo de vida do produto acabar, por mudanças de projeto ou modelo, por exemplo, o equipamento pode tornar obsoleto. Portanto a automação fixa não é adequada para produtos com ciclo de vida breve ou para produções de baixo ou médio volume.

A automação programável está baseada num equipamento com capacidade para fabricar uma variedade de produtos com características diferentes, segundo um programa de instruções previamente introduzido. Esse tipo de automação é utilizado quando o volume de produção de cada produto é baixo, inclusive para produzir um produto unitário especialmente encomendado, por exemplo. O equipamento de produção é projetado para ser adaptável às diferentes características e configurações dosconseguida mediante a operação do equipamento sob o controle de um programa de instruções preparado para o produto em questão. Esse programa, freqüentemente, pode ser introduzido no sistema através de um tecladnumérico, por meio de um programa de computador, entre outras possibilidades. Assim, a operação do

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Automação industrial pode ser definida como a tecnologia que se ocupa da utilização de sistemas mecânicos, letroeletrônicos e computacionais na operação e controle da produção. Inclui a idéia de usar potência elétrica

ou mecânica para acionar algum tipo de máquina, adicionando à máquina algum tipo de inteligência para ela executar a tarefa de modo eficiente, seguro e econômico, sem ou com a mínima interferência do homem.

Vantagem da máquina sobre o homem

Capacidade limitada de tomar decisões Precisa de programação para operar

Automação reduz mão de obra, mas ainda é necessário operador Automação cria alguma outra atividade

z de fazer a tarefa diretamente, o operador monitora a máquina que faz automaticamente a tarefa.Altera habilidades e exigências do operador

Quando se faz necessário automatizar o processo Quando a atividade profissional apresenta risco aos operadores

ndo se necessita aumentar a produção Quando se necessita reduzir os gastos, mesmo que a médio e longo prazo Quando a atividade exige raciocínio numérico, etc.

Classificação da automação industrial É possível classificar as diferentes formas de automação industrial em três áreas não claramente delimitadas: a automação fixa, a automação programável e a automação flexível.

está baseada numa linha de produção especialmente projetada para a fabricação de um produto específico e determinado. É utilizada quando o volume de produção deve ser muito elevado, e o equipamento é projetado adequadamente para produzir altas quantidades de um único produto ou uma única peça em forma rápida e eficiente, isto é para ter uma alta taxa de produção. Um exemplo de automação fixa é encontrado nas indústrias de automóvel. O equipamento é, em geral, de custo elevado, devido a alta eficiência e produtividade. Porém devido à alta taxa de produção, o custo fixo é dividido numa grande quantidade de

cadas. Assim os custos unitários resultantes são relativamente baixos se comparados com outros métodos de produção. O risco que se enfrenta com a produção fixa é que, devido ao investimento inicial ser alto, se o volume de vendas for menor do que o previsto, então só custos unitários serão maiores do que o previsto, e conseqüentemente a taxa interna de retorno de investimento será menor. Outra dificuldade existente ao adotar um sistema de automação fixa é que o equipamento é especialmente projetado para produzir um produto ou peça específica, e se o ciclo de vida do produto acabar, por mudanças de projeto ou modelo, por exemplo, o equipamento pode tornar obsoleto. Portanto a automação fixa não é adequada para produtos com ciclo de vida

uções de baixo ou médio volume.

está baseada num equipamento com capacidade para fabricar uma variedade de produtos com características diferentes, segundo um programa de instruções previamente introduzido. Esse tipo

é utilizado quando o volume de produção de cada produto é baixo, inclusive para produzir um produto unitário especialmente encomendado, por exemplo. O equipamento de produção é projetado para ser adaptável às diferentes características e configurações dos produtos fabricados. Essa adaptabilidade é conseguida mediante a operação do equipamento sob o controle de um programa de instruções preparado para o produto em questão. Esse programa, freqüentemente, pode ser introduzido no sistema através de um tecladnumérico, por meio de um programa de computador, entre outras possibilidades. Assim, a operação do

Automação I

Automação industrial pode ser definida como a tecnologia que se ocupa da utilização de sistemas mecânicos, letroeletrônicos e computacionais na operação e controle da produção. Inclui a idéia de usar potência elétrica

ou mecânica para acionar algum tipo de máquina, adicionando à máquina algum tipo de inteligência para ela eguro e econômico, sem ou com a mínima interferência do homem.

z de fazer a tarefa diretamente, o operador monitora a máquina que faz automaticamente a tarefa.

industrial em três áreas não claramente delimitadas: a

está baseada numa linha de produção especialmente projetada para a fabricação de um É utilizada quando o volume de produção deve ser muito elevado, e o

equipamento é projetado adequadamente para produzir altas quantidades de um único produto ou uma única mplo de automação fixa é

encontrado nas indústrias de automóvel. O equipamento é, em geral, de custo elevado, devido a alta eficiência e produtividade. Porém devido à alta taxa de produção, o custo fixo é dividido numa grande quantidade de

cadas. Assim os custos unitários resultantes são relativamente baixos se comparados com outros métodos de produção. O risco que se enfrenta com a produção fixa é que, devido ao investimento inicial ser alto,

sto, então só custos unitários serão maiores do que o previsto, e conseqüentemente a taxa interna de retorno de investimento será menor. Outra dificuldade existente ao adotar

produzir um produto ou peça específica, e se o ciclo de vida do produto acabar, por mudanças de projeto ou modelo, por exemplo, o equipamento pode tornar obsoleto. Portanto a automação fixa não é adequada para produtos com ciclo de vida

está baseada num equipamento com capacidade para fabricar uma variedade de produtos com características diferentes, segundo um programa de instruções previamente introduzido. Esse tipo

é utilizado quando o volume de produção de cada produto é baixo, inclusive para produzir um produto unitário especialmente encomendado, por exemplo. O equipamento de produção é projetado para ser

produtos fabricados. Essa adaptabilidade é conseguida mediante a operação do equipamento sob o controle de um programa de instruções preparado para o produto em questão. Esse programa, freqüentemente, pode ser introduzido no sistema através de um teclado numérico, por meio de um programa de computador, entre outras possibilidades. Assim, a operação do

equipamento operatriz sempre dependerá das instruções indicadas por esse programa de controle. Em termos de economia, o custo do equipamento pode ser diltenham diferentes configurações ou, em alguns casos, sejam completamente diferentes. Devido às características de programação e adaptabilidade, vários produtos diferentes podem ser fabricados em pequenoslotes ou inclusive em forma unitária.

A terceira classe de automação industrial é a automação compromissos entre a automação fixa e a programável e, em geral, parece ser mais indicada para um volume médio de produção. Os sistemas de produção baseados na automação flexível têm algumas características da automação fixa e outras da automação programável. Assim, por exemplo, um sistema de manufatura flexível pode ser projetado para produzir uma única peçaoutras variações, certamente limitadas.

Uma das características que distinguem a automação programável da automação flexível (embora esta distinção nem sempre possa ser estabelecida nos casprodutos são fabricados em lotes. Quando a fabricação de um lote é completada, o equipamento é reprogramado para processar o próximo lote. Nos sistemas de produção baseados na automação flexívepodem ser fabricados ao mesmo tempo no mesmo sistema de fabricação: é só programar o computador central para desviar as diferentes peças e materiais para as estações de trabalho adequadas. Essa característica permite um nível de versatilidade que nem sempre é possível encontrar na automação programável, tal como foi definida aqui. 2 - FUNÇÕES LÓGICAS / INTRODUÇÃO À LINGUAGEM LADDER

Neste momento pretendemos revisar as principais funções lógicas, bem como introduzir os conceitos inlinguagem ladder, a primeira linguagem destinada especificamente à programação de CLPs. Por ser uma linguagem gráfica baseada em símbolos semelhantes aos encontrados nos esquemas elétricos (contatos e bobinas), as possíveis diferenças existentesinstruções, são facilmente assimiladas pelos usuários, como exemplificados abaixo.

CONTATO NA

O nome Ladder deve-se à representação da linguagem se parecer com uma escada (ladder em inglês), na qual duas barras verticais paralelas são interligadas pela Lógica de Controle formando os degraus (rung) da escada. Portanto, a cada Lógica de Controle existente no Programa de Aplicação dácomposta por Colunas e Linhas, conforme apresentado abaixo:

Linha 1 Rung 1 1 1 Linha 2 Linha 1 2 Rung 2

Coluna1

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equipamento operatriz sempre dependerá das instruções indicadas por esse programa de controle. Em termos de economia, o custo do equipamento pode ser diluído num grande número de produtos, mesmo que estes tenham diferentes configurações ou, em alguns casos, sejam completamente diferentes. Devido às características de programação e adaptabilidade, vários produtos diferentes podem ser fabricados em pequenos

A terceira classe de automação industrial é a automação flexível , que pode ser entendida como uma solução de compromissos entre a automação fixa e a programável e, em geral, parece ser mais indicada para um volume

dio de produção. Os sistemas de produção baseados na automação flexível têm algumas características da automação fixa e outras da automação programável. Assim, por exemplo, um sistema de manufatura flexível pode ser projetado para produzir uma única peça, mas com dimensões diferentes, ou diferentes materiais, entre outras variações, certamente limitadas.

Uma das características que distinguem a automação programável da automação flexível (embora esta distinção nem sempre possa ser estabelecida nos casos práticos), é que, nos sistemas que utilizam à primeira, os produtos são fabricados em lotes. Quando a fabricação de um lote é completada, o equipamento é reprogramado para processar o próximo lote. Nos sistemas de produção baseados na automação flexívepodem ser fabricados ao mesmo tempo no mesmo sistema de fabricação: é só programar o computador central para desviar as diferentes peças e materiais para as estações de trabalho adequadas. Essa característica

satilidade que nem sempre é possível encontrar na automação programável, tal como foi

FUNÇÕES LÓGICAS / INTRODUÇÃO À LINGUAGEM LADDER

Neste momento pretendemos revisar as principais funções lógicas, bem como introduzir os conceitos inlinguagem ladder, a primeira linguagem destinada especificamente à programação de CLPs. Por ser uma linguagem gráfica baseada em símbolos semelhantes aos encontrados nos esquemas elétricos (contatos e bobinas), as possíveis diferenças existentes entre os fabricantes de CLPs, quanto à representação das instruções, são facilmente assimiladas pelos usuários, como exemplificados abaixo.

CONTATO NF

CONTATO NA

se à representação da linguagem se parecer com uma escada (ladder em inglês), na qual duas barras verticais paralelas são interligadas pela Lógica de Controle formando os degraus (rung) da escada.

ontrole existente no Programa de Aplicação dá-se o nome de rung, a qual é composta por Colunas e Linhas, conforme apresentado abaixo:

Coluna

Coluna 2

Coluna 3

ColunaSaída

Automação I

equipamento operatriz sempre dependerá das instruções indicadas por esse programa de controle. Em termos uído num grande número de produtos, mesmo que estes

tenham diferentes configurações ou, em alguns casos, sejam completamente diferentes. Devido às características de programação e adaptabilidade, vários produtos diferentes podem ser fabricados em pequenos

, que pode ser entendida como uma solução de compromissos entre a automação fixa e a programável e, em geral, parece ser mais indicada para um volume

dio de produção. Os sistemas de produção baseados na automação flexível têm algumas características da automação fixa e outras da automação programável. Assim, por exemplo, um sistema de manufatura flexível

, mas com dimensões diferentes, ou diferentes materiais, entre

Uma das características que distinguem a automação programável da automação flexível (embora esta distinção os práticos), é que, nos sistemas que utilizam à primeira, os

produtos são fabricados em lotes. Quando a fabricação de um lote é completada, o equipamento é reprogramado para processar o próximo lote. Nos sistemas de produção baseados na automação flexível, deferentes produtos podem ser fabricados ao mesmo tempo no mesmo sistema de fabricação: é só programar o computador central para desviar as diferentes peças e materiais para as estações de trabalho adequadas. Essa característica

satilidade que nem sempre é possível encontrar na automação programável, tal como foi

Neste momento pretendemos revisar as principais funções lógicas, bem como introduzir os conceitos iniciais da linguagem ladder, a primeira linguagem destinada especificamente à programação de CLPs. Por ser uma linguagem gráfica baseada em símbolos semelhantes aos encontrados nos esquemas elétricos (contatos e

entre os fabricantes de CLPs, quanto à representação das

CONTATO NF

se à representação da linguagem se parecer com uma escada (ladder em inglês), na qual duas barras verticais paralelas são interligadas pela Lógica de Controle formando os degraus (rung) da escada.

se o nome de rung, a qual é

Coluna Saída

A quantidade de Colunas e Linhas, ou Elementos e Associações, que cada rung pode ter é determinada pelo fabricante do PLC, podendo variar conforme a CPU utilizada. Em geral, este limite não apresenta umapreocupação ao usuário durante o desenvolvimento do Programa de Aplicação, pois os softwares de Programação indicam se tal quantidade foi ultrapassada, por meio de erro durante a compilação do Programa de Aplicação. 2.1- FUNÇÃO E ou AND

É aquela que assume valor “0” quando uma ou mais variáveis forem iguais a “0” e só assume valor “1” quando todas as variáveis forem iguais a “1”. Podemos dizer que a função em questão executa a operação de multiplicação. A expressão algébrica que representa a função é: Sforma: S = A e B. O circuito abaixo representa a função de forma análoga:

Podemos agora construir uma tabela de estados possíveis das chaves com a respectiva situação da lâmpada, e esse processo chamaremos de TABELA DA VERDADE.

Os símbolos que representam as funções lógicas são chamados de PORTAS e o caso acima é referente a PORTA E de duas entradas que executa a tabela da verdade da função E.

Podemos estruturar portas com mais de duas variáveis de entrada, através de combinações feitas pelas próprias portas de duas entradas. Veja o exemplo abaixo:

S = (A.B).C

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A quantidade de Colunas e Linhas, ou Elementos e Associações, que cada rung pode ter é determinada pelo fabricante do PLC, podendo variar conforme a CPU utilizada. Em geral, este limite não apresenta umapreocupação ao usuário durante o desenvolvimento do Programa de Aplicação, pois os softwares de Programação indicam se tal quantidade foi ultrapassada, por meio de erro durante a compilação do Programa de

sume valor “0” quando uma ou mais variáveis forem iguais a “0” e só assume valor “1” quando todas as variáveis forem iguais a “1”. Podemos dizer que a função em questão executa a operação de multiplicação. A expressão algébrica que representa a função é: S = A . B ou AB (para duas variáveis), lida da

O circuito abaixo representa a função de forma análoga:

Podemos agora construir uma tabela de estados possíveis das chaves com a respectiva situação da lâmpada, e emos de TABELA DA VERDADE.

A B S 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Os símbolos que representam as funções lógicas são chamados de PORTAS e o caso acima é referente a duas entradas que executa a tabela da verdade da função E.

struturar portas com mais de duas variáveis de entrada, através de combinações feitas pelas próprias portas de duas entradas. Veja o exemplo abaixo:

Automação I

A quantidade de Colunas e Linhas, ou Elementos e Associações, que cada rung pode ter é determinada pelo fabricante do PLC, podendo variar conforme a CPU utilizada. Em geral, este limite não apresenta uma preocupação ao usuário durante o desenvolvimento do Programa de Aplicação, pois os softwares de Programação indicam se tal quantidade foi ultrapassada, por meio de erro durante a compilação do Programa de

sume valor “0” quando uma ou mais variáveis forem iguais a “0” e só assume valor “1” quando todas as variáveis forem iguais a “1”. Podemos dizer que a função em questão executa a operação de

B ou AB (para duas variáveis), lida da

Podemos agora construir uma tabela de estados possíveis das chaves com a respectiva situação da lâmpada, e

Os símbolos que representam as funções lógicas são chamados de PORTAS e o caso acima é referente a

struturar portas com mais de duas variáveis de entrada, através de combinações feitas pelas próprias

A tabela da verdade é assim distribuída:

A combinação de portas acima é representada por uma única porta de três variáveis de entrada, como na figura abaixo. É importante salientar, que também podemos representar portas com "n" variáveis de entrada.

Função AND em Linguagem ladder:

EXERCÍCIOS

01) Desenhar a tabela da verdade e escrever a expressão algébrica de uma porta E de quatro entradas:

02) Complete a tabela da verdade onde A,B, e C representam as entradas de uma

A10

1

2.2 FUNÇÃO OU ou OR É a função que assume o valor “1” quando uma ou mais variáveis forem iguais a “1” e só assume o valor “0” quando todas as variáveis forem iguais a “0”. Sua representação algébrica fica da seguinte forma:

S = A+B (para duas variáveis) e lê

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A tabela da verdade é assim distribuída:

A B C S 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1


Função AND em Linguagem ladder:

Desenhar a tabela da verdade e escrever a expressão algébrica de uma porta E de quatro

Complete a tabela da verdade onde A,B, e C representam as entradas de uma

A B C S 1 1 1 0 0 1 1 1 1

1 1 0

É a função que assume o valor “1” quando uma ou mais variáveis forem iguais a “1” e só assume o valor “0” quando todas as variáveis forem iguais a “0”.

ca fica da seguinte forma:

S = A+B (para duas variáveis) e lê-se: S = A ou B

Automação I


Desenhar a tabela da verdade e escrever a expressão algébrica de uma porta E de quatro

Complete a tabela da verdade onde A,B, e C representam as entradas de uma porta E:

É a função que assume o valor “1” quando uma ou mais variáveis forem iguais a “1” e só assume o valor “0”

Vejamos o esquema elétrico abaixo que representa a função OU:

Para que a lâmpada fique acesa basta uma das chaves estarem fechada (1), e a situação de lâmpada apagada (0) só ocorrerá quando as duas chaves estiverem abertas (0).

Logo podemos montar a tabela da verdade :

A porta que executa a função é a PORTA OU e seu símbolo é assim representado:

Da mesma forma que a porta AND, podPara três variáveis a tabela da verdade é estruturada da seguinte forma:

7

Vejamos o esquema elétrico abaixo que representa a função OU:

Para que a lâmpada fique acesa basta uma das chaves estarem fechada (1), e a situação de lâmpada apagada orrerá quando as duas chaves estiverem abertas (0).

Logo podemos montar a tabela da verdade :

A B S 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

A porta que executa a função é a PORTA OU e seu símbolo é assim representado:

Da mesma forma que a porta AND, podemos representar portas OU com mais de duas variáveis de entrada. Para três variáveis a tabela da verdade é estruturada da seguinte forma:

A B C S 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1

Automação I

Para que a lâmpada fique acesa basta uma das chaves estarem fechada (1), e a situação de lâmpada apagada

emos representar portas OU com mais de duas variáveis de entrada.

Função OR em Linguagem ladder:

EXERCÍCIOS 01) Descreva o trem de pulso de saída da porta abaixo, a partir da forma de onda de entrada:

02) Desenhe um circuito que executa a função OU de quatro variáveis, a partir de portas OU com du

variáveis de entrada.

2.3 - FUNÇÃO NÃO ou NOT

É também chamada de função complemento, pois o seu resultado será sempre o número que falta para se chegar ao último algarismo do grupo de algarismos do sistema numérico em questão. Sendo o sistema binconstituído de apenas dois algarismos, podemos dizer que o resultado é o inverso da variável, quando igual a “0”assume o valor “1” e quando igual a “1” assume o valor “0”, surgindo então outra denominação que é a de função inversora.

É representada algebricamente da seguinte forma:

S = A ou S = A' e lê-se: “A” BARRADO ou NÃO “A”. O circuito a seguir funciona de forma análoga a função NÃO:

Quando a chave está aberta (0) a lâmpada está acesa (1) e quando a chave está fe

apagada (0).

8

unção OR em Linguagem ladder:

Descreva o trem de pulso de saída da porta abaixo, a partir da forma de onda de entrada:

) Desenhe um circuito que executa a função OU de quatro variáveis, a partir de portas OU com du

É também chamada de função complemento, pois o seu resultado será sempre o número que falta para se chegar ao último algarismo do grupo de algarismos do sistema numérico em questão. Sendo o sistema binconstituído de apenas dois algarismos, podemos dizer que o resultado é o inverso da variável, quando igual a “0”assume o valor “1” e quando igual a “1” assume o valor “0”, surgindo então outra denominação que é a de

algebricamente da seguinte forma:

se: “A” BARRADO ou NÃO “A”.

funciona de forma análoga a função NÃO:

Quando a chave está aberta (0) a lâmpada está acesa (1) e quando a chave está fechada (1) a lâmpada esta

Automação I

Descreva o trem de pulso de saída da porta abaixo, a partir da forma de onda de entrada:

) Desenhe um circuito que executa a função OU de quatro variáveis, a partir de portas OU com duas

É também chamada de função complemento, pois o seu resultado será sempre o número que falta para se chegar ao último algarismo do grupo de algarismos do sistema numérico em questão. Sendo o sistema binário constituído de apenas dois algarismos, podemos dizer que o resultado é o inverso da variável, quando igual a “0”assume o valor “1” e quando igual a “1” assume o valor “0”, surgindo então outra denominação que é a de

chada (1) a lâmpada esta

A tabela da verdade da função é expressa da seguinte forma:

O bloco lógico que executa a função é chamado de PORTA NÃO ou, mais conhecido, PORTA INVERSORA e sua simbologia é assim representada:

Função NOT em Linguagem ladder:

EXERCÍCIOS

01) Dado o circuito abaixo, qual o nível lógico da saída “S”:

02) Ainda para o circuito acima, escreva sua expressão algébrica sendo a entrada igual a “B” e a s

retirada no segundo inversor: 03) Desenhe: a) Uma porta OU a partir de uma porta AND associada a portas INVERSORAS e

b) Uma porta AND a partir de uma porta OU associada a portas INVERSORAS.

2.4 - FUNÇÕES DERIVADAS 2.4.1– FUNÇÃO NÃO E ou NAND /FUNÇ É o complemento (inverso) da função E, e é representada algebricamente como:

S = AB (para duas variáveis) e lê

O circuito abaixo demonstra o equivalente elétrico da fu

9

A tabela da verdade da função é expressa da seguinte forma:

A A 0 1

1 0

O bloco lógico que executa a função é chamado de PORTA NÃO ou, mais conhecido, PORTA INVERSORA e é assim representada:

Função NOT em Linguagem ladder:

) Dado o circuito abaixo, qual o nível lógico da saída “S”:

) Ainda para o circuito acima, escreva sua expressão algébrica sendo a entrada igual a “B” e a s

Uma porta OU a partir de uma porta AND associada a portas INVERSORAS e

b) Uma porta AND a partir de uma porta OU associada a portas INVERSORAS.

/FUNÇÃO NÃO OU ou NOR

É o complemento (inverso) da função E, e é representada algebricamente como:

(para duas variáveis) e lê-se: S = A e B barrados.

O circuito abaixo demonstra o equivalente elétrico da função:

Automação I

O bloco lógico que executa a função é chamado de PORTA NÃO ou, mais conhecido, PORTA INVERSORA e

) Ainda para o circuito acima, escreva sua expressão algébrica sendo a entrada igual a “B” e a saída

A lâmpada só ficará apagada (0) quando as duas chaves estiverem fechadas (1).A tabela da verdade da expressão acima é a seguinte:

A porta que executa a função é a PORTA NAND e esta poderá ter duas ou mais variáveis de entrada. Sua simbologia é a seguinte:

Função NAND em Linguagem ladder:

É o complemento (inverso) da função OU, e é representada algebricamente como:

S = BA + (para duas variáveis) e lêObserve abaixo o circuito análogo à função OU:

Para que a lâmpada fique apagada (0) basta que uma das chaves esteja fechada

A tabela da verdade é assim expressa:

A B

10

A lâmpada só ficará apagada (0) quando as duas chaves estiverem fechadas (1). A tabela da verdade da expressão acima é a seguinte:

A B S 0 0 1

0 1 1 1 0 1 1 1 0

a PORTA NAND e esta poderá ter duas ou mais variáveis de entrada. Sua

Função NAND em Linguagem ladder:

OU

unção OU, e é representada algebricamente como:

(para duas variáveis) e lê-se: S = A ou B barrados. Observe abaixo o circuito análogo à função OU:

Para que a lâmpada fique apagada (0) basta que uma das chaves esteja fechada (1).

A tabela da verdade é assim expressa:

A B S 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0

Automação I

a PORTA NAND e esta poderá ter duas ou mais variáveis de entrada. Sua

A porta que representa a função é a PORTA NOR e esta poderá também ter duas ou mais variáveis de entrada. Sua simbologia é a seguinte:

Função NOR em Linguagem ladder:

EXERCÍCIO 01) Qual a porta lógica que representa a tabela da verdade abaixo?

A B C 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0

2.5- FUNÇÕES COMBINACIONAIS

2.5.1– FUNÇÃO “OU EXCLUSIVO” ou EXOR

É aquela que assume o valor “1” na saída, quando as duas variáveis de entrada forem diferentes entre si, ou seja, uma das entradas deve ser exclusiva.

Sua representação algébrica é a seguinte:

S = BA ⊕ (S = BABA + Observe o esquema elétrico abaixo que representa a função EXOR:

11

A porta que representa a função é a PORTA NOR e esta poderá também ter duas ou mais variáveis de entrada.

Função NOR em Linguagem ladder:

) Qual a porta lógica que representa a tabela da verdade abaixo?

S 0 1 1 1 1

FUNÇÕES COMBINACIONAIS

FUNÇÃO “OU EXCLUSIVO” ou EXOR

É aquela que assume o valor “1” na saída, quando as duas variáveis de entrada forem diferentes entre si, ou seja, uma das entradas deve ser exclusiva.

Sua representação algébrica é a seguinte:

B ) e lê-se: S = A ou exclusivo B

Observe o esquema elétrico abaixo que representa a função EXOR:

Automação I

A porta que representa a função é a PORTA NOR e esta poderá também ter duas ou mais variáveis de entrada.

É aquela que assume o valor “1” na saída, quando as duas variáveis de entrada forem diferentes entre si, ou

Para que a lâmpada fique acesa (1), as chaves A e B devem estar em estados diferentes, fechado (1) e aberto (0) ou aberto (0) e fechado (1), respectivamente.

A tabela da verdade é assim mostrada:

A porta que executa a função é a PORTA EXOR e sua simbologia é:

Função EXOR em Linguagem ladder:

2.5.2 - FUNÇÃO COINCIDÊNCIA ou NÃO OU EXCLUSIVO ou EXNOR

É aquela que assume o valor "1" na saída, quando houver uma coincidência nos valores das duas variáveis de

entrada. Podemos dizer que a sua expressão é o complemento da função EXOR, ou seja, S = sua verdadeira representação algébrica é assim definida:

S = A � B (S = ABBA +.

Abaixo, um circuito elétrico que pode representar a função EXNOR: Para que a lâmpada fique acesa (1), as d

12

Para que a lâmpada fique acesa (1), as chaves A e B devem estar em estados diferentes, fechado (1) e aberto o (0) e fechado (1), respectivamente.

A tabela da verdade é assim mostrada:

A B S 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0

A porta que executa a função é a PORTA EXOR e sua simbologia é:

Função EXOR em Linguagem ladder:

NÇÃO COINCIDÊNCIA ou NÃO OU EXCLUSIVO ou EXNOR


entrada. Podemos dizer que a sua expressão é o complemento da função EXOR, ou seja, S = sua verdadeira representação algébrica é assim definida:

AB ) e lê-se: A coincidência B

Abaixo, um circuito elétrico que pode representar a função EXNOR:

Para que a lâmpada fique acesa (1), as duas chaves devem estar no mesmo estado, fechado (1) ou aberto (1).

Automação I

Para que a lâmpada fique acesa (1), as chaves A e B devem estar em estados diferentes, fechado (1) e aberto


entrada. Podemos dizer que a sua expressão é o complemento da função EXOR, ou seja, S = BA ⊕ . Porém

uas chaves devem estar no mesmo estado, fechado (1) ou aberto (1).

Veja agora sua tabela da verdade:

A porta que executa a função é a PORTA EXNOR e sua simbologia é assim mostrada:

Função EXNOR em Linguagem l adder:

EXERCÍCIO 1) Explique porque o circuito a seguirentrada.

3 - CIRCUITOS COMBINACIONAIS

Até aqui vimos expressões algébricas que descreviam circuitos portas, a combinação de outras. A partir de agora, estudaremos circuitos complexos, com a combinação de duas ou mais portas.

Para isso, inicialmente, devemos chamar as expressões algébricas de expressões booleanas expressões podem ser submetidas ao modelo matemático de George Boole, também conhecido como álgebra de Boole.

13

A B S 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1

A porta que executa a função é a PORTA EXNOR e sua simbologia é assim mostrada:

adder:

xplique porque o circuito a seguir não pode representar uma única porta EXNOR de quatro variáveis de

CIRCUITOS COMBINACIONAIS

Até aqui vimos expressões algébricas que descreviam circuitos de uma única porta, apesar de ser algumas portas, a combinação de outras. A partir de agora, estudaremos circuitos complexos, com a combinação de duas

Para isso, inicialmente, devemos chamar as expressões algébricas de expressões booleanas expressões podem ser submetidas ao modelo matemático de George Boole, também conhecido como

Automação I

não pode representar uma única porta EXNOR de quatro variáveis de

de uma única porta, apesar de ser algumas portas, a combinação de outras. A partir de agora, estudaremos circuitos complexos, com a combinação de duas

Para isso, inicialmente, devemos chamar as expressões algébricas de expressões booleanas, isto porque todas as expressões podem ser submetidas ao modelo matemático de George Boole, também conhecido como

3.1 - EXPRESSÕES BOOLEANAS OBTIDAS DE CIRCUITOS LÓGICOS

Podemos escrever a expressão booleana que é executada por quaqual a expressão que o circuito abaixo executa:

Vamos dividir o circuito em duas partes:

Na saída S1, teremos o produto A . B, pois o bloco número 1 é uma porta E, então a expressão de S1 será: S1 = AB

Esta saída S1 é injetada em uma das entradas da porta OU pertencente ao bloco número 2 do circuito. Na outra entrada da porta OU, está a variável "C", e a expressão da segunda parte do circuito será:

S = S1+ C. Para sabermos a expressão final, basta su

S = (AB)+C

EXERCÍCIO

01) Escreva a expressão booleana dos circuitos abaixo:

a)

14

EXPRESSÕES BOOLEANAS OBTIDAS DE CIRCUITOS LÓGICOS

Podemos escrever a expressão booleana que é executada por qualquer circuito lógico. Vejamos, por exemplo, qual a expressão que o circuito abaixo executa:

amos dividir o circuito em duas partes:

B, pois o bloco número 1 é uma porta E, então a expressão de S1 será:


Para sabermos a expressão final, basta substituir a expressão S1 na expressão acima, ficando então:

Escreva a expressão booleana dos circuitos abaixo:

Automação I

lquer circuito lógico. Vejamos, por exemplo,

B, pois o bloco número 1 é uma porta E, então a expressão de S1 será:


bstituir a expressão S1 na expressão acima, ficando então:

b)

3.2 - CIRCUITOS LÓGICOS OBTIDOS DE EXPRESSÕES BOOLEANAS

Podemos também desenhar um circexpressão característica. Por exemplo, o circuito que executa a expressão S = A+B é uma porta OU e sua representação será:

Para circuitos mais complexos devemos observar alguns pr

Faremos como na aritmética elementar, iniciaremos pelos parênteses, fazemos primeiramente as multiplicações e após, as somas. Dentro do primeiro parêntese, temos a soma booleana A+B, logo, o circuito que executa esse parêntese será a

porta OU. Dentro do segundo parêntese, temos a soma booleana B+D, logo, o circuito que executa esse parêntese será também a porta OU.

Até aqui teremos:

Agora, temos uma multiplicação booleana dos dois parênteses, juntamente com a variável "C", e o circuito que

executa esta multiplicação será uma porta E. Temos então:

O circuito completo será:

15

CIRCUITOS LÓGICOS OBTIDOS DE EXPRESSÕES BOOLEANAS

Podemos também desenhar um circuito lógico que execute uma expressão booleana qualquer, a partir de sua expressão característica. Por exemplo, o circuito que executa a expressão S = A+B é uma porta OU e sua

Para circuitos mais complexos devemos observar alguns procedimentos, por exemplo:

S = (A+B) . C . (B+D)

Faremos como na aritmética elementar, iniciaremos pelos parênteses, fazemos primeiramente as multiplicações

e, temos a soma booleana A+B, logo, o circuito que executa esse parêntese será a

Dentro do segundo parêntese, temos a soma booleana B+D, logo, o circuito que executa esse parêntese será

multiplicação booleana dos dois parênteses, juntamente com a variável "C", e o circuito que

executa esta multiplicação será uma porta E. Temos então:

Automação I

uito lógico que execute uma expressão booleana qualquer, a partir de sua expressão característica. Por exemplo, o circuito que executa a expressão S = A+B é uma porta OU e sua

Faremos como na aritmética elementar, iniciaremos pelos parênteses, fazemos primeiramente as multiplicações

e, temos a soma booleana A+B, logo, o circuito que executa esse parêntese será a

Dentro do segundo parêntese, temos a soma booleana B+D, logo, o circuito que executa esse parêntese será

multiplicação booleana dos dois parênteses, juntamente com a variável "C", e o circuito que

EXERCÍCIO 01) Desenhe o circuito que executa as seguintes expressões a) S = ( )CBAABC .++

b) S = CDBA +.

3.3 - TABELA DA VERDADE OBTIDA DE EXPRESSÕES BOOLEANAS E CIRCUITOS LÓGICO S Uma maneira de se fazer o estudo de um circuito lógico é a utilização da tabela da verdade, que, como vimos, anteriormente, é um mapa onde se colocam todas as situações possíveis, de uma dada expressão booleana, juntamente com o valor por esta assumida. Para extrairmos a tabela da verdade de um circuito lógico, devemos primeiramente transformaexpressão booleana característica. Para esclarecer este processo, tomemos, por exemplo, o circuito:

Sua expressão será:

S = BDAABC ++ Temos na expressão acima 4 variáveis : A; B; C e D, logo, teremos 2O quadro de possibilidades ficará da seguinte forma:

A B C D

0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1

16

) Desenhe o circuito que executa as seguintes expressões booleanas:

TABELA DA VERDADE OBTIDA DE EXPRESSÕES BOOLEANAS E CIRCUITOS LÓGICO S

Uma maneira de se fazer o estudo de um circuito lógico é a utilização da tabela da verdade, que, como vimos, nteriormente, é um mapa onde se colocam todas as situações possíveis, de uma dada expressão booleana,

juntamente com o valor por esta assumida.

Para extrairmos a tabela da verdade de um circuito lógico, devemos primeiramente transforma

Para esclarecer este processo, tomemos, por exemplo, o circuito:

Temos na expressão acima 4 variáveis : A; B; C e D, logo, teremos 24 possibilidades de combinações.de possibilidades ficará da seguinte forma:

1º membro

ABC

2º membro

DA

3º membro

B

Resultadofinal S

0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0

Automação I

TABELA DA VERDADE OBTIDA DE EXPRESSÕES BOOLEANAS E CIRCUITOS LÓGICO S

Uma maneira de se fazer o estudo de um circuito lógico é a utilização da tabela da verdade, que, como vimos, nteriormente, é um mapa onde se colocam todas as situações possíveis, de uma dada expressão booleana,

Para extrairmos a tabela da verdade de um circuito lógico, devemos primeiramente transforma-lo na sua

possibilidades de combinações.

Resultado final S

1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1

EXERCÍCIOS 01) Monte a tabela da verdade das expressões

a) S = BACBACBA ..... ++

b) S = ( )[ ] ([ CDCBA +++ ..

3.4 - EXPRESSÕES BOOLEANAS E CIRCUITOS

VERDADE

3.4.1- SOMA DE PRODUTOS Considere a tabela da verdade abaixo:

ESTAD A B C S

0 0 0 0 0

1 0 0 1 1

2 0 1 0 0

3 0 1 1 0 4 1 0 0 0

5 1 0 1 0

6 1 1 0 0

7 1 1 1 1

Ela contém as variáveis A, B e C. Note que somente duas combinações de variáveis gerarão uma saída "1". No estado 1, dizemos que uma entrada "não

que identifica esta situação é CBA ..no estado 7 da tabela. Nesta situação teremos "A AND B Acombinações possíveis são, então, submetidas juntas a uma operação OR para formar a expressão booleana completa da tabela da verdade. Logo:

S = CBACBA .... + A expressão final é chamada forma de soma

MINTERMOS (∑ m).

Note que a expressão pode ser descrita através de portas lógicas com um padrão bastante familiar AND

17

) Monte a tabela da verdade das expressões booleanas abaixo:

CBACB ... +

)]B+

EXPRESSÕES BOOLEANAS E CIRCUITOS LÓGICOS OBTIDOS A PARTIR DE

Considere a tabela da verdade abaixo:

Ela contém as variáveis A, B e C. Note que somente duas combinações de variáveis gerarão uma saída "1". No estado 1, dizemos que uma entrada "não A AND não B AND C" ira gerar uma saída "1". A expressão booleana

C . A outra combinação de variáveis que ira gerar uma saída "1" é mostrada no estado 7 da tabela. Nesta situação teremos "A AND B AND C e sua expressão será ABC. Essas duas combinações possíveis são, então, submetidas juntas a uma operação OR para formar a expressão booleana completa da tabela da verdade. Logo:

A expressão final é chamada forma de soma-de-produtos de uma expressão booleana ou na forma de

Note que a expressão pode ser descrita através de portas lógicas com um padrão bastante familiar AND

Automação I

LÓGICOS OBTIDOS A PARTIR DE TABELAS DA

Ela contém as variáveis A, B e C. Note que somente duas combinações de variáveis gerarão uma saída "1". No A AND não B AND C" ira gerar uma saída "1". A expressão booleana

. A outra combinação de variáveis que ira gerar uma saída "1" é mostrada ND C e sua expressão será ABC. Essas duas

combinações possíveis são, então, submetidas juntas a uma operação OR para formar a expressão booleana

produtos de uma expressão booleana ou na forma de

Note que a expressão pode ser descrita através de portas lógicas com um padrão bastante familiar AND-OR:

EXERCÍCIO 01) Desenhe os circuitos lógicos, a partir das tabelas da verdad a)

A B C S 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1

b)

A B C D S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1

3.5 - SIMPLIFICAÇÃO DE CIRCUITOS COMBINACIONAIS ATRAVÉS DO DIAG RAMA DE VEITCH

KARNAUGH Os diagramas de Veitch-Karnaugh permitem a simplificação de expressões características com duas, três, quatro ou mais variáveis, sendo que para cada caso existe um tipo de diagrama mais apropriado. Este modelo de simplificação trabalha com padrão de funçãomuito adotaremos o padrão AND-OR

3.5.1 - DIAGRAMA PARA DUAS VARIÁVEIS Vejamos inicialmente as possibilidades que duas variáveis podem fornecer:

18

) Desenhe os circuitos lógicos, a partir das tabelas da verdade abaixo.

SIMPLIFICAÇÃO DE CIRCUITOS COMBINACIONAIS ATRAVÉS DO DIAG RAMA DE VEITCH

Karnaugh permitem a simplificação de expressões características com duas, três, quatro ou mais variáveis, sendo que para cada caso existe um tipo de diagrama mais apropriado. Este modelo de simplificação trabalha com padrão de função AND-OR ou OR-AND. Para não complicarmos

OR.

DIAGRAMA PARA DUAS VARIÁVEIS

Vejamos inicialmente as possibilidades que duas variáveis podem fornecer:

ESTADO A B 0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1

Automação I

SIMPLIFICAÇÃO DE CIRCUITOS COMBINACIONAIS ATRAVÉS DO DIAG RAMA DE VEITCH-

Karnaugh permitem a simplificação de expressões características com duas, três, quatro ou mais variáveis, sendo que para cada caso existe um tipo de diagrama mais apropriado.

AND. Para não complicarmos

Estes estados deverão ser distribuídos racionalmente nas quadrículas do modelo geométrico de Veitch

Karnaugh.

Substituindo por seus valores lógicos, temos:

Através dos conceitos de transformação em MINTERMOS, podemos ainda substituir os valores por expressões. Devemos ter consciência de que chegaríamos ao mesmo objetivo com MAXTERMOS, porém para este assunto todas as transformações estarão baseadas em MINTERMOS.

Logo:

Veja na figura a seguir, que para cada dupla de quadrículas possuímos uma variável em comum.

Após todas as observações, notamos que cada linha da tabela da verdade possui sua região própria no diagrama e essas regiões são, portanto, os locais onde devem ser colocados os valores de saída (S) que a expressão assume nas diferentes possibilidades.

Para entendermos melhor o significado deste conceito, vamos observar o exemplo: A tabela da verdade abaixo mostra o estudo de uma função de duas variáveis e ao lado sua expressão não simplificada.

Primeiramente vamos colocar no diagrama, o valor que a expressão assume em cada estado.

19

erão ser distribuídos racionalmente nas quadrículas do modelo geométrico de Veitch


Através dos conceitos de transformação em MINTERMOS, podemos ainda substituir os valores por expressões. s ter consciência de que chegaríamos ao mesmo objetivo com MAXTERMOS, porém para este assunto

todas as transformações estarão baseadas em MINTERMOS.


Após todas as observações, notamos que cada linha da tabela da verdade possui sua região própria no diagrama e essas regiões são, portanto, os locais onde devem ser colocados os valores de saída (S) que a expressão assume nas diferentes possibilidades.

Para entendermos melhor o significado deste conceito, vamos observar o exemplo:

A tabela da verdade abaixo mostra o estudo de uma função de duas variáveis e ao lado sua expressão não

A B S

S = ABBABA ++

0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1


Automação I

erão ser distribuídos racionalmente nas quadrículas do modelo geométrico de Veitch-

Através dos conceitos de transformação em MINTERMOS, podemos ainda substituir os valores por expressões. s ter consciência de que chegaríamos ao mesmo objetivo com MAXTERMOS, porém para este assunto


Após todas as observações, notamos que cada linha da tabela da verdade possui sua região própria no diagrama e essas regiões são, portanto, os locais onde devem ser colocados os valores de saída (S) que a

A tabela da verdade abaixo mostra o estudo de uma função de duas variáveis e ao lado sua expressão não


Uma vez entendida a colocação dos valores no diagrama, assumidos pela expressão em cada estado, vamos verificar como podemos efetuar a simplific Para isto, utilizamos o seguinte método:Tentamos agrupar as regiões onde "S" é igual a "1", no menor número possível de pares. As regiões onde "S" é "1", que não puderem ser agrupadas em pares, serão consideradas isoladamente. Assim, temos: Notamos que um par é o conjunto de duas regiões onde "S" é "1", que tem um lado em comum, ou seja, são vizinhos. O mesmo "1" pode pertencer a mais de um par. Feito isto, escrevemos a expressão de cada par, ou seja, a região que o par ocupa no diagrama.O "Par 1" ocupa a região A e sua expressão será: Par 1 = AO "Par 2" ocupa a região B e sua expressão será: Par 2 = B Agora basta unirmos as expressões ao operador OU, para obtermos a expressão simplificada "S", logo:S = Par 1 + Par 2

S = A + B

Como podemos notar, esta é a expressão de uma porta OU, pois a tabela da verdade também é da porta OU.

É evidente que a minimização da expressão, simplifica o circuito e consequentemente, diminui o custo e a dificuldade de montagem. EXERCÍCIO: 01) Simplifique o circuito que executa a tabela da verdade abaixo, através do diagrama de Veitch

3.5.2 - DIAGRAMA PARA TRÊS VARIÁVEIS

Para três variáveis temos o diagrama com a seguinte distribuição dos est

20

Uma vez entendida a colocação dos valores no diagrama, assumidos pela expressão em cada estado, vamos verificar como podemos efetuar a simplificação.

Para isto, utilizamos o seguinte método: Tentamos agrupar as regiões onde "S" é igual a "1", no menor número possível de pares. As regiões onde "S" é "1", que não puderem ser agrupadas em pares, serão consideradas isoladamente.

s que um par é o conjunto de duas regiões onde "S" é "1", que tem um lado em comum, ou seja, são vizinhos. O mesmo "1" pode pertencer a mais de um par.

Feito isto, escrevemos a expressão de cada par, ou seja, a região que o par ocupa no diagrama." ocupa a região A e sua expressão será: Par 1 = A

O "Par 2" ocupa a região B e sua expressão será: Par 2 = B

Agora basta unirmos as expressões ao operador OU, para obtermos a expressão simplificada "S", logo:

o podemos notar, esta é a expressão de uma porta OU, pois a tabela da verdade também é da porta OU.

É evidente que a minimização da expressão, simplifica o circuito e consequentemente, diminui o custo e a

implifique o circuito que executa a tabela da verdade abaixo, através do diagrama de Veitch

A B S 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0

DIAGRAMA PARA TRÊS VARIÁVEIS

Para três variáveis temos o diagrama com a seguinte distribuição dos estados:

Automação I

Uma vez entendida a colocação dos valores no diagrama, assumidos pela expressão em cada estado, vamos

Tentamos agrupar as regiões onde "S" é igual a "1", no menor número possível de pares. As regiões onde "S" é

s que um par é o conjunto de duas regiões onde "S" é "1", que tem um lado em comum, ou seja, são

Feito isto, escrevemos a expressão de cada par, ou seja, a região que o par ocupa no diagrama.

Agora basta unirmos as expressões ao operador OU, para obtermos a expressão simplificada "S", logo:

o podemos notar, esta é a expressão de uma porta OU, pois a tabela da verdade também é da porta OU.

É evidente que a minimização da expressão, simplifica o circuito e consequentemente, diminui o custo e a

implifique o circuito que executa a tabela da verdade abaixo, através do diagrama de Veitch-Karnaugh.

Podemos também substituir por seus valores lógicos:

E por expressões:

Notamos que para cada quadrupla de quadrículas existe uma variável em comum.

Como no estudo para duas variáveis, podemos agrupar as quadrículas formando duplas. Porém, também formar quádruplos de quadrículas adjacentes ou em sequência, e ainda podemos utilizar as duplas laterais, pois estas se comunicam. Veja os exemplos de possíveis quadras:

Para melhor compreensão, vamos transpor para o diagrama, a tabel

A B C S

S = 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0

Transpondo para o diagrama.

Para efetuarmos a simplificação, primeiramente, localizamos as quadras e escrevemos suas expressões, estas quadras podem ter quadrículas comuns. Feita a localização das quadras, agora localizaremos os pares e também escrevemos suas expressões. Não devemos considerar os pares já incluídos nas quadras, porém pode acontecer de termos um ou mais pares formados com um elemento externo à quadra e um outro interno. Por fim, localizamos e escrevemos as expressões dos termos isolados.

21

Podemos também substituir por seus valores lógicos:

Notamos que para cada quadrupla de quadrículas existe uma variável em comum.

Como no estudo para duas variáveis, podemos agrupar as quadrículas formando duplas. Porém, também formar quádruplos de quadrículas adjacentes ou em sequência, e ainda podemos utilizar as duplas laterais, pois estas se comunicam. Veja os exemplos de possíveis quadras:

Para melhor compreensão, vamos transpor para o diagrama, a tabela da verdade:

Expressão extraída da tabela sem simplificação:

S = CBACBACBACBACBA .......... +++++

ra efetuarmos a simplificação, primeiramente, localizamos as quadras e escrevemos suas expressões, estas quadras podem ter quadrículas comuns. Feita a localização das quadras, agora localizaremos os pares e também escrevemos suas expressões. Não

considerar os pares já incluídos nas quadras, porém pode acontecer de termos um ou mais pares formados com um elemento externo à quadra e um outro interno. Por fim, localizamos e escrevemos as

Automação I

Como no estudo para duas variáveis, podemos agrupar as quadrículas formando duplas. Porém, agora podemos também formar quádruplos de quadrículas adjacentes ou em sequência, e ainda podemos utilizar as duplas

CBA ..

ra efetuarmos a simplificação, primeiramente, localizamos as quadras e escrevemos suas expressões, estas quadras podem ter quadrículas comuns. Feita a localização das quadras, agora localizaremos os pares e

considerar os pares já incluídos nas quadras, porém pode acontecer de termos um ou mais pares formados com um elemento externo à quadra e um outro interno. Por fim, localizamos e escrevemos as

Sendo assim, destacamos os seguintes grupos:

Escrevendo suas expressões temos:

Quadra = B

Par 1 = CA

Par 2 = CA A expressão final minimizada será a união das expressões encontradas através do operador OU:

S = CACAB ++ O circuito que executa a tabela será

22

uintes grupos:


A expressão final minimizada será a união das expressões encontradas através do operador OU:

então desenhado na forma a seguir:

Automação I

A expressão final minimizada será a união das expressões encontradas através do operador OU:

EXERCÍCIOS

01) Ache a expressão simplificada das tabelas da verdade abaixo, através dos diagramas de Veitch

Karnaugh, a partir das saídas "1" das tabelas. a) b) c)

A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

02) Simplifique a expressão S = de Veitch-Karnaugh, utilizando o padrão AND

3.5.3 - DAGRAMA PARA QUATRO VARIÁVEIS

Para quatro variáveis, os estados são distribuídos no diagrama na forma abaixo:


E por suas expressões:

23

) Ache a expressão simplificada das tabelas da verdade abaixo, através dos diagramas de Veitchsaídas "1" das tabelas.

a) b) c)

S A B C S 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1

) Simplifique a expressão S = CBACBACBACBACBA .......... ++++Karnaugh, utilizando o padrão AND-OR.

DAGRAMA PARA QUATRO VARIÁVEIS

Para quatro variáveis, os estados são distribuídos no diagrama na forma abaixo:


Automação I

) Ache a expressão simplificada das tabelas da verdade abaixo, através dos diagramas de Veitch-

A B C S 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1

C através do diagrama

Observamos que para cada grupo de oitavas, existe uma v

Para elucidarmos melhor as regras acima, vamos transpor para o diagrama de Veitchtabela da verdade:

A B C D S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1

Transpondo para o diagrama

24

Observamos que para cada grupo de oitavas, existe uma variável em comum.

ara elucidarmos melhor as regras acima, vamos transpor para o diagrama de Veitch


S = DCBADCBADCBADCBA

DCBADCBADCBADCBA

............

............

+++

+++

Automação I

ara elucidarmos melhor as regras acima, vamos transpor para o diagrama de Veitch-Karnaugh a seguinte


DCBA

DCBA

...

...

+

++

Escrevendo suas expressões temos:Oitava = B

Quadra = DC.

A expressão final será: S = Oitava + Quadra

S = B + DC. O circuito que executa a tabela será assim

EXERCÍCIOS

01) Simplifique as expressões que executam as tabelas da verdade abaixo, através do diagrama de

Veitch-Karnaugh, a partir das saídas "1" das tabelas. a)

A B C D S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0

02) Simplifique a expressão abaixo através do diagrama de Veitch

OR.

S = DCBADCBA

DCBADCBA

......

......

+

+

25


a a tabela será assim desenhado

) Simplifique as expressões que executam as tabelas da verdade abaixo, através do diagrama de Karnaugh, a partir das saídas "1" das tabelas.

a) b) c) A B C D S A B C D0 0 0 0 1 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 10 0 1 0 1 0 0 1 00 0 1 1 0 0 0 1 10 1 0 0 0 0 1 0 00 1 0 1 0 0 1 0 10 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 11 0 0 0 1 1 0 0 01 0 0 1 0 1 0 0 11 0 1 0 1 1 0 1 01 0 1 1 0 1 0 1 11 1 0 0 0 1 1 0 01 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 0 1 1 1 01 1 1 1 1 1 1 1 1

) Simplifique a expressão abaixo através do diagrama de Veitch-Karnaugh, utilizando o padrão AND

DCBADCBADCBAD

DCBADCBADCBADCBAD

.........

............

+++

+++++

Automação I

) Simplifique as expressões que executam as tabelas da verdade abaixo, através do diagrama de

A B C D S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1

Karnaugh, utilizando o padrão AND-

+

3.6 - PROJETOS DE CIRCUITOS COMBINACIONAIS

Podemos utilizar um circuito lógico resposta, quando acontecerem determinadas situações, situações estas, representadas pelas variáveis de entrada. Para construirmos estes circuitos, necessitamos de uma expressão característiestudos anteriores. Precisamos então, obter uma expressão que represente uma dada situação. Para extrairmos uma expressão de uma situação, o caminho mais fácil será o de obtermos a tabela da verdade desta situação e, em seguida, levantamos a expressão. Esquematicamente temos:

Tomemos como exemplo a figura abaixo:

A figura representa o cruzamento das ruas A e B. Neste cruzamento, queremos instalar um sistema automático para semáforos, com as seguintes características: 1ª - Quando houver carros transitando somente na rua B, os semáforos 2 deverão permanecer verdes para que estas viaturas possam trafegar livremente.2ª - Quando houver carros transitando somente na rua A, os semáforos 1 deverão permanecer verdes pelo mesmo motivo. 3ª - Quando houver carros transitando nas ruas A e B, devemos abrir os semáforos para rua A, pois é a preferencial. Para solucionarmos este problema, podemos utilizar um circuito lógico. Para montarmos este circuito, necessitamos de sua expressão. Vamos agora, analisando a situação, obter sua tabela da verdade.Primeiramente, vamos estabelecer as seguintes convenções:

a) Existência de carro na rua A b) Não existência de carro na rua A c) Existência de carro na rua B d) Não existência de carro na rua B

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PROJETOS DE CIRCUITOS COMBINACIONAIS

Podemos utilizar um circuito lógico combinacional para solucionar problemas em que necessitamos de uma resposta, quando acontecerem determinadas situações, situações estas, representadas pelas variáveis de entrada. Para construirmos estes circuitos, necessitamos de uma expressão característi

Precisamos então, obter uma expressão que represente uma dada situação. Para extrairmos uma expressão de uma situação, o caminho mais fácil será o de obtermos a tabela da verdade desta situação e, em seguida,

s a expressão. Esquematicamente temos:

Tomemos como exemplo a figura abaixo:

A figura representa o cruzamento das ruas A e B. Neste cruzamento, queremos instalar um sistema automático para semáforos, com as seguintes características:

Quando houver carros transitando somente na rua B, os semáforos 2 deverão permanecer verdes para que estas viaturas possam trafegar livremente.

Quando houver carros transitando somente na rua A, os semáforos 1 deverão permanecer verdes pelo

Quando houver carros transitando nas ruas A e B, devemos abrir os semáforos para rua A, pois é a

Para solucionarmos este problema, podemos utilizar um circuito lógico. Para montarmos este circuito, Vamos agora, analisando a situação, obter sua tabela da verdade.

Primeiramente, vamos estabelecer as seguintes convenções:

Existência de carro na rua A → A=1 Não existência de carro na rua A → A=0 Existência de carro na rua B → B=1

o na rua B → B=0

Automação I

combinacional para solucionar problemas em que necessitamos de uma resposta, quando acontecerem determinadas situações, situações estas, representadas pelas variáveis de entrada. Para construirmos estes circuitos, necessitamos de uma expressão característica, como vimos em

Precisamos então, obter uma expressão que represente uma dada situação. Para extrairmos uma expressão de uma situação, o caminho mais fácil será o de obtermos a tabela da verdade desta situação e, em seguida,

A figura representa o cruzamento das ruas A e B. Neste cruzamento, queremos instalar um sistema automático

Quando houver carros transitando somente na rua B, os semáforos 2 deverão permanecer verdes para que

Quando houver carros transitando somente na rua A, os semáforos 1 deverão permanecer verdes pelo

Quando houver carros transitando nas ruas A e B, devemos abrir os semáforos para rua A, pois é a

Para solucionarmos este problema, podemos utilizar um circuito lógico. Para montarmos este circuito, Vamos agora, analisando a situação, obter sua tabela da verdade.

e) Verde dos sinais 1 acesos f) Verde dos sinais 2 acesos g) Quando V1=1, o vermelho estará apagado h) Quando V2=1, o vermelho estará apagado Vamos montar a tabela da verdade: SITUAÇÃO A B 0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1

A situação "0" representa a ausência de veículos em ambas as ruas. Se não temos carros, tanto faz os sinais permanecerem abertos ou fechados. Logo podemos preencher a primeira linha da seguinte forma:

SITUAÇÃO A B 0 0 0

A situação "1" representa a presença de veículo na rua B e ausência de veículo na rua A, logo, devemos acender o sinal verde para a rua B. Temos então na linha dois a distribuição:

SITUAÇÃO A B

1 0 1

A situação 2 representa a presença de veículo na rua A e ausência de veículo na rua B, logo, devemos acender o sinal verde para rua A. Temos então:

SITUAÇÃO A B

2 1 0

A situação 3 representa a presença de rua A, pois esta é a preferencial. Temos então:

SITUAÇÃO A B

3 1 1 A tabela totalmente preenchida é vista a seguir:

SITUAÇÃO A B 0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1

Vamos transpor as saídas para o diagrama de Veitch

caso.

27

Verde dos sinais 1 acesos → V1=1 Verde dos sinais 2 acesos → V2=1 Quando V1=1, o vermelho estará apagado → Vm1=0 Quando V2=1, o vermelho estará apagado → Vm2=0

Vamos montar a tabela da verdade:

V1 Vm1 V2 Vm2


V1 Vm1 V2 m2 Ø Ø Ø Ø

A situação "1" representa a presença de veículo na rua B e ausência de veículo na rua A, logo, devemos acender o sinal verde para a rua B. Temos então na linha dois a distribuição:

V1 Vm1 V2 Vm2 0 1 1 0

A situação 2 representa a presença de veículo na rua A e ausência de veículo na rua B, logo, devemos acender o sinal verde para rua A. Temos então:

V1 Vm1 V2 Vm2 1 0 0 1

A situação 3 representa a presença de veículos em ambas as ruas, logo, devemos acender o sinal verde para rua A, pois esta é a preferencial. Temos então:

V1 Vm1 V2 Vm2 1 0 0 1

A tabela totalmente preenchida é vista a seguir:

V1 Vm1 V2 Ø Ø Ø 0 1 1 1 0 0 1 0 0

Vamos transpor as saídas para o diagrama de Veitch-Karnaugh e retirar a expressão simplificada para cada

Automação I


A situação "1" representa a presença de veículo na rua B e ausência de veículo na rua A, logo, devemos acender

A situação 2 representa a presença de veículo na rua A e ausência de veículo na rua B, logo, devemos acender

veículos em ambas as ruas, logo, devemos acender o sinal verde para

Karnaugh e retirar a expressão simplificada para cada

Notamos que as expressões de V1 e Vm2 são idênticas, o mesmo ocorrendo com V2 e Vm1. O circuito, a partir destas expressões, é assim desenhado:

EXERCÍCIOS 01) Deseja-se utilizar um amplificador de uma única entrada para ser conectado a três aparelhos: um

toca-fitas, um toca-discos e um rádio. Vamos elaborar um circuito lógico que nos permiamplificador, obedecendo as seguintes prioridades:

1ª - Toca discos. 2ª - Toca-fitas. 3ª - Rádio. 02) Deseja-se em uma empresa, implantar um sistema de prioridade nos seus intercomunicadores, da

seguinte maneira: Presidente: 1ª prioridade.Vice-presidente: 2ª prioridade.Engenharia: 3ª prioridade.Chefe de seção: 4ª prioridade. 03) Desenhe um circuito para, em conjunto de três chaves, detectar um número par destas ligadas. 04) Elabore um circuito lógico

e vela, conforme desenho na figura abaixo. A eletroválvula permanecerá aberta quando tivermos nível "1" de saída do circuito, e permanecerá desligada quando tivermos nível "0". O contsensores A e B, colocados nos recipientes "a" e "b" respectivamente.

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Notamos que as expressões de V1 e Vm2 são idênticas, o mesmo ocorrendo com V2 e Vm1.

circuito, a partir destas expressões, é assim desenhado:

se utilizar um amplificador de uma única entrada para ser conectado a três aparelhos: um discos e um rádio. Vamos elaborar um circuito lógico que nos permitirá ligar os aparelhos ao

amplificador, obedecendo as seguintes prioridades:

se em uma empresa, implantar um sistema de prioridade nos seus intercomunicadores, da

1ª prioridade. presidente: 2ª prioridade.

Engenharia: 3ª prioridade. Chefe de seção: 4ª prioridade.

) Desenhe um circuito para, em conjunto de três chaves, detectar um número par destas ligadas.

) Elabore um circuito lógico que permita encher automaticamente um filtro de água de dois recipientes e vela, conforme desenho na figura abaixo. A eletroválvula permanecerá aberta quando tivermos nível "1" de saída do circuito, e permanecerá desligada quando tivermos nível "0". O controle será efetuado por dois sensores A e B, colocados nos recipientes "a" e "b" respectivamente.

Automação I

Notamos que as expressões de V1 e Vm2 são idênticas, o mesmo ocorrendo com V2 e Vm1.

se utilizar um amplificador de uma única entrada para ser conectado a três aparelhos: um tirá ligar os aparelhos ao

se em uma empresa, implantar um sistema de prioridade nos seus intercomunicadores, da

) Desenhe um circuito para, em conjunto de três chaves, detectar um número par destas ligadas.

que permita encher automaticamente um filtro de água de dois recipientes e vela, conforme desenho na figura abaixo. A eletroválvula permanecerá aberta quando tivermos nível "1" de

role será efetuado por dois

4- CIRCUITOS DE COMANDO ELÉTRICO 4.1 - INTRODUÇÃO

A cada dia que passa os equipamentos elétricos e mecânicos vão dando lugar aos microprocessadores. Tana vida profissional como na cotidiana, estamos sendo envolvidos por estes componentes que se juntam a outros, formando os sistemas computadorizados. Na indústria, estes sistemas estão sendo empregadas para facilitar e melhorar o serviço. Estamos viv

Na indústria, o computador chegou para aumentar a produção, reduzir gastos e principalmente para automatizar máquinas. Um microprocessador, por exemplo, pode tomar decisões no controle de uma máquina, pode ligádesligá-la, movimentá-la, sinalizar defeitos e até gerar relatórios operacionais. Mas, por trás dessas decisões, está a orientação do microprocessador, pois elas estão baseadas em linhas de programação (código de máquina).

Ocorre que paralelamente aos microprocessaelétrico, o qual consiste da interligação de diversos dispositivos eletromagnéticos com a finalidade de acionar um ou mais circuitos e/ou equipamentos. Assim nosso estudo de automação industrial teos comandos elétricos, até chegarmos no que há de maior aplicação na indústria hoje que são os Controladores Programáveis ( CLP ou PLC ).

Os circuitos elétricos são dotados de dispositivos que permitem:

a) Interrupção da passagem da ccomo: interruptores, chaves de faca simples, contactores, disjuntores etc;

b) Proteção contra curto-alcançar os objetivos acima citados, como os disjuntores

4.2 - DISPOSITIVOS DE COMANDO DOS CIRCUITOS

a) Dispositivos Mecânicos (Interruptores)Interrompem o fio fase do circuito, podendo ser unipolar, bipolar ou tripolar, de modo a ser possível o

desligamento de todos os condutores fase simultaneamente. b) Dispositivos EletromagnéticosSão todos os componentes que se aproveitam de um campo magnético gerado a partir da eletricidade,

sendo encontrados nos mais variados ramos da automação industrial. Como exemplo tem relês, contachave magnética, eletroválvulas, solenóides, etc.

c) Dispositivos EletrônicoUtilizam circuitos eletrônicos com SCRs e TRIACs como substitutos dos contatos, embora, necessitem

de outra chave para iniciar a condução nesses componentes

4.3 - DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Os condutores e equipamentos que fazem parte de um circuito elétrico devem ser protegidos automaticamente contra curto-circuitos e contra sobrecargas (intensidade de corrente acima do valor compatível com o aquecimento do condutor e que poderiam danificar a isolação do mesmo ou deteriorar o equipamento) e outras anormalidades. Dentre eles podemos citar:

a) Fusível É uma resistência devidamente protegida e que deve fundir com a passagem da corrente excessiva.

Sua ação pode ser imediata ou com retardo. Existe fusível tipo rolha, cartucho (virola ou faca), etc

b) Disjuntor Pode servir como protetor contra curto

passagem da corrente pela ação direta do operador. Internamente, o dismetálicos com coeficiente de dilatação diferentes (latão e aço) soldados, que se torcem, desligando o disjuntror, quando há aquecimento provocado pela sobrecarga ou curto

29

CIRCUITOS DE COMANDO ELÉTRICO

A cada dia que passa os equipamentos elétricos e mecânicos vão dando lugar aos microprocessadores. Tana vida profissional como na cotidiana, estamos sendo envolvidos por estes componentes que se juntam a outros, formando os sistemas computadorizados. Na indústria, estes sistemas estão sendo empregadas para facilitar e melhorar o serviço. Estamos vivendo na “era da automação”.

Na indústria, o computador chegou para aumentar a produção, reduzir gastos e principalmente para automatizar máquinas. Um microprocessador, por exemplo, pode tomar decisões no controle de uma máquina, pode ligá

la, sinalizar defeitos e até gerar relatórios operacionais. Mas, por trás dessas decisões, está a orientação do microprocessador, pois elas estão baseadas em linhas de programação (código de

Ocorre que paralelamente aos microprocessadores há a automação industrial obtida através de comando elétrico, o qual consiste da interligação de diversos dispositivos eletromagnéticos com a finalidade de acionar um ou mais circuitos e/ou equipamentos. Assim nosso estudo de automação industrial tem como ponto de partida os comandos elétricos, até chegarmos no que há de maior aplicação na indústria hoje que são os Controladores

Os circuitos elétricos são dotados de dispositivos que permitem: Interrupção da passagem da corrente por seccionamento – São os aparelhos de comando, tais

como: interruptores, chaves de faca simples, contactores, disjuntores etc;

-circuito e sobrecargas – Em certos casos, o mesmo dispositivo permite a citados, como os disjuntores.

DISPOSITIVOS DE COMANDO DOS CIRCUITOS

a) Dispositivos Mecânicos (Interruptores) Interrompem o fio fase do circuito, podendo ser unipolar, bipolar ou tripolar, de modo a ser possível o

ores fase simultaneamente.

b) Dispositivos Eletromagnéticos São todos os componentes que se aproveitam de um campo magnético gerado a partir da eletricidade,

sendo encontrados nos mais variados ramos da automação industrial. Como exemplo tem relês, contachave magnética, eletroválvulas, solenóides, etc.

c) Dispositivos Eletrônico s Utilizam circuitos eletrônicos com SCRs e TRIACs como substitutos dos contatos, embora, necessitem

de outra chave para iniciar a condução nesses componentes.

SPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

Os condutores e equipamentos que fazem parte de um circuito elétrico devem ser protegidos automaticamente circuitos e contra sobrecargas (intensidade de corrente acima do valor compatível com o

que poderiam danificar a isolação do mesmo ou deteriorar o equipamento) e outras anormalidades. Dentre eles podemos citar:

É uma resistência devidamente protegida e que deve fundir com a passagem da corrente excessiva. ta ou com retardo. Existe fusível tipo rolha, cartucho (virola ou faca), etc

Pode servir como protetor contra curto-circuito e sobrecarga, além de estabelecer ou romper a passagem da corrente pela ação direta do operador. Internamente, o disjuntor é composto por dois elementos metálicos com coeficiente de dilatação diferentes (latão e aço) soldados, que se torcem, desligando o disjuntror, quando há aquecimento provocado pela sobrecarga ou curto-circuito.

Automação I

A cada dia que passa os equipamentos elétricos e mecânicos vão dando lugar aos microprocessadores. Tanto na vida profissional como na cotidiana, estamos sendo envolvidos por estes componentes que se juntam a outros, formando os sistemas computadorizados. Na indústria, estes sistemas estão sendo empregadas para

Na indústria, o computador chegou para aumentar a produção, reduzir gastos e principalmente para automatizar máquinas. Um microprocessador, por exemplo, pode tomar decisões no controle de uma máquina, pode ligá-la,

la, sinalizar defeitos e até gerar relatórios operacionais. Mas, por trás dessas decisões, está a orientação do microprocessador, pois elas estão baseadas em linhas de programação (código de

dores há a automação industrial obtida através de comando elétrico, o qual consiste da interligação de diversos dispositivos eletromagnéticos com a finalidade de acionar um

m como ponto de partida os comandos elétricos, até chegarmos no que há de maior aplicação na indústria hoje que são os Controladores

São os aparelhos de comando, tais

Em certos casos, o mesmo dispositivo permite

Interrompem o fio fase do circuito, podendo ser unipolar, bipolar ou tripolar, de modo a ser possível o

São todos os componentes que se aproveitam de um campo magnético gerado a partir da eletricidade, sendo encontrados nos mais variados ramos da automação industrial. Como exemplo tem relês, contactoras,

Utilizam circuitos eletrônicos com SCRs e TRIACs como substitutos dos contatos, embora, necessitem

Os condutores e equipamentos que fazem parte de um circuito elétrico devem ser protegidos automaticamente circuitos e contra sobrecargas (intensidade de corrente acima do valor compatível com o

que poderiam danificar a isolação do mesmo ou deteriorar o equipamento) e outras

É uma resistência devidamente protegida e que deve fundir com a passagem da corrente excessiva. ta ou com retardo. Existe fusível tipo rolha, cartucho (virola ou faca), etc.

circuito e sobrecarga, além de estabelecer ou romper a juntor é composto por dois elementos

metálicos com coeficiente de dilatação diferentes (latão e aço) soldados, que se torcem, desligando o disjuntror,

c) Dispositivo DR (Diferencial Residual) Tem a finalidade de proteger vidas humanas contra choques provocados no contato acidental com

redes e equipamentos elétricos energizados. Oferecem também proteção contra incêndios que podem ser provocados por falha de isolamento dos condutores e equipame

d) Relés de máxima e mínima tensãoInterrompem o circuito, na falta de fase, mantendo

para evitar que o pico de tensão, ao retorno da fase, danifique o equipamento. Ou desliga o circuito sempre que a tensão fique acima ou abaixo de um valor determinado.

Nota: Alguns dispositivos de proteção ao desligarem o ramal de alimentação da carga com problema pode religar o ramal, após a verificação do problema que ocasionou o desligamento, ou até para desativar provisoriamente para a substituição, ou manutenção, de componentes do ramal. Este é o caso dos disjuntores, chaves seccionadoras com fusível e Diferencial Residual (DR). Porém, alertamos que esses dispositivos de forma alguma podem substituir os interruptoutros dispositivos de comando ou manobra.

4.4 - FUNCIONAMENTO BÁ SICO DE UM DISPOSITIVO ELETROMAGNÉTICO Os relés consistem em chaves eletromagnéticas que tem por função abrir ou fechar contatos a fim de conectar ou interromper circuitos elétricos, sendo constituído por bobina ou solenóide, núcleo de ferro, contatos e armadura.

Os outros dispositivos eletromagnéticos têm f

Existem dois tipos de contatos:

- Normalmente Aberto (NA ou NO)Quando a bobina ou solenóide é energizada ele se fecha. - Normalmente Fechado (NF ou NC)Quando a bobina ou solenóide é energizado ele se abre.

4.4.1 CONTACTORES E CHAVES MAGNÉTICAS Muitas vezes, temos necessidade de comandar circuitos elétricos à distância (cquer automaticamente. Contactores e chaves magnéticas são prestam a esse objetivo. O circuito de comando opera com corrente pequena, apenas o suficiente pcontato do circuito de força. O circuito de força é o circuito principal do contactor que permite a ligação do motor, da máquina operatriz; utiliza correntes elevadas.

30

Dispositivo DR (Diferencial Residual)

Tem a finalidade de proteger vidas humanas contra choques provocados no contato acidental com redes e equipamentos elétricos energizados. Oferecem também proteção contra incêndios que podem ser provocados por falha de isolamento dos condutores e equipamentos.

Relés de máxima e mínima tensão Interrompem o circuito, na falta de fase, mantendo-o desligado mesmo com a normalização do circuito,

para evitar que o pico de tensão, ao retorno da fase, danifique o equipamento. Ou desliga o circuito sempre que ensão fique acima ou abaixo de um valor determinado.

Alguns dispositivos de proteção ao desligarem o ramal de alimentação da carga com problema pode religar o ramal, após a verificação do problema que ocasionou o desligamento, ou até para desativar provisoriamente para a substituição, ou manutenção, de componentes do ramal. Este é o caso dos disjuntores, chaves seccionadoras com fusível e Diferencial Residual (DR). Porém, alertamos que esses dispositivos de forma alguma podem substituir os interruptores, botoeiras ou quaisquer outros dispositivos de comando ou manobra.

SICO DE UM DISPOSITIVO ELETROMAGNÉTICO

Os relés consistem em chaves eletromagnéticas que tem por função abrir ou fechar contatos a fim de conectar per circuitos elétricos, sendo constituído por bobina ou solenóide, núcleo de ferro, contatos e

Os outros dispositivos eletromagnéticos têm funcionamento semelhante ao relé.

Normalmente Aberto (NA ou NO) a bobina ou solenóide é energizada ele se fecha.

Normalmente Fechado (NF ou NC) Quando a bobina ou solenóide é energizado ele se abre.

CONTACTORES E CHAVES MAGNÉTICAS

Muitas vezes, temos necessidade de comandar circuitos elétricos à distância (controle remoto), quer manual,

Contactores e chaves magnéticas são dispositivos com dois circuitos básicos, de comando e de força que se

O circuito de comando opera com corrente pequena, apenas o suficiente para operar uma bobina, que fecha o

O circuito de força é o circuito principal do contactor que permite a ligação do motor, da máquina operatriz; utiliza

O fechamento da chave S1 faz circular uma corrente através do solenóide criando um campo magnétarmadura do relé, fechando o contato.

Automação I

Tem a finalidade de proteger vidas humanas contra choques provocados no contato acidental com redes e equipamentos elétricos energizados. Oferecem também proteção contra incêndios que podem ser

o desligado mesmo com a normalização do circuito, para evitar que o pico de tensão, ao retorno da fase, danifique o equipamento. Ou desliga o circuito sempre que

Alguns dispositivos de proteção ao desligarem o ramal de alimentação da carga com problema pode religar o ramal, após a verificação do problema que ocasionou o desligamento, ou até para desativar provisoriamente para a substituição, ou manutenção, de componentes do ramal. Este é o caso dos disjuntores,

ores, botoeiras ou quaisquer

Os relés consistem em chaves eletromagnéticas que tem por função abrir ou fechar contatos a fim de conectar per circuitos elétricos, sendo constituído por bobina ou solenóide, núcleo de ferro, contatos e

ontrole remoto), quer manual,

s com dois circuitos básicos, de comando e de força que se

ara operar uma bobina, que fecha o

O circuito de força é o circuito principal do contactor que permite a ligação do motor, da máquina operatriz; utiliza

O fechamento da chave S1 faz circular uma corrente através do solenóide criando um campo magnético que atrai a armadura do relé, fechando o contato.

Esquematicamente, podemos representar o circuito dea seguir:

Neste esquema temos uma chave magcircuitos, com comando local ou à distância (controle remoto). O comando pode ser um botão interruptor, chave unipolar, chave-bóia, termostato, pressostato etc.chave ligada depois que se retira o dedo do botão. Os contactores são semelhantes às chaves magnéticas, porém simplificados, pois não possuem relé térmico de proteção contra sobrecargas.

4.4.2 – IDENTIFICAÇÃO DOS BORNE

BOBINA

A2

A1

31

Esquematicamente, podemos representar o circuito de uma chave magnética da maneira apresentada na figura

Diagrama de ligação de uma chave magnética Eletroma r

Neste esquema temos uma chave magnética trifásica. Ela serve para ligar e desligar motores ou quaisquer circuitos, com comando local ou à distância (controle remoto). O comando pode ser um botão interruptor, chave

bóia, termostato, pressostato etc. No caso de botões, há um circuito especial que mantém a chave ligada depois que se retira o dedo do botão.

Os contactores são semelhantes às chaves magnéticas, porém simplificados, pois não possuem relé térmico de

IDENTIFICAÇÃO DOS BORNE S DOS CONTACTORES

BOBINA

PRINCIPAIS AUXILIARES

CONTATOS CONTATOS

2 4 6 14 22

1 3 5 13 21

Automação I

ira apresentada na figura

Diagrama de ligação de uma chave magnética Eletroma r

nética trifásica. Ela serve para ligar e desligar motores ou quaisquer circuitos, com comando local ou à distância (controle remoto). O comando pode ser um botão interruptor, chave

um circuito especial que mantém a

Os contactores são semelhantes às chaves magnéticas, porém simplificados, pois não possuem relé térmico de

As bobinas têm os bornes indicados pelas letrasindicam:

Contatos Principais: os números ímpares são as entradas de força (1,3 e 5) e os números pare6). Contatos Auxiliares: são identificados por um par de algarismos que indicam:

1º algarismo indica a posição sua posição física nos contactores, 1 para o primeiro, 2 para o segundo e assim sucessivamente. 2º algarismo indica o estado do contato: NA ou NO (Normalmente Aberto), 3 na parte superior e 4 na parte inferior. inferior.

4.4.3 – IDENTIFICAÇÃO DOS BORNES DO RELÉ TÉRMICO

2 4 6 96 98

1 3 5 95 97

Os contatos 1,3 e 5 ficam acoplado nas saídas 2,4 e 6 do contactor e os contatos 2,4 e 6 vão para a carga (motor). Quando há uma sobrecarga no circuito o relé desarma e conseqüentemente o contatNF abrirá.

4.5 – CIRCUITOS COM COMANDOS ELÉTRICOS De posse da compreensão do princípio de funcionamento dos dispositivos eletromagnéticos, passemos a analisar algumas experiências que se utilizam destes componentes. Antes, porém, vebásicas:

• Circuito de Controle É um circuito que utiliza baixas correntes e diversos componentes que permitem a energização da

bobina de ligação do circuito de força.

• Circuito de Força É o circuito principal do contactor que perm

correntes elevadas. • Contato normalmente aberto (NA).

É o contato acionado automaticamente pela bobina de ligação; quando a bobina não está energizada ele está aberto. Seus símbolos são:

•

32

As bobinas têm os bornes indicados pelas letras A1 e A2 e os contatos são identificados por números, que

Contatos Principais: os números ímpares são as entradas de força (1,3 e 5) e os números pare

Contatos Auxiliares: são identificados por um par de algarismos que indicam:

1º algarismo indica a posição sua posição física nos contactores, 1 para o primeiro, 2 para o segundo e assim

o do contato: NA ou NO (Normalmente Aberto), 3 na parte superior e 4 na parte

NF ou NC (Normalmente Fechado), 1 na parte superior e 2 na parte

ÇÃO DOS BORNES DO RELÉ TÉRMICO

2 4 6 96 98

1 3 5 95 97

Os contatos 1,3 e 5 ficam acoplado nas saídas 2,4 e 6 do contactor e os contatos 2,4 e 6 vão para a carga (motor). Quando há uma sobrecarga no circuito o relé desarma e conseqüentemente o contat

CIRCUITOS COM COMANDOS ELÉTRICOS

De posse da compreensão do princípio de funcionamento dos dispositivos eletromagnéticos, passemos a analisar algumas experiências que se utilizam destes componentes. Antes, porém, vejamos certas definições

É um circuito que utiliza baixas correntes e diversos componentes que permitem a energização da bobina de ligação do circuito de força.

É o circuito principal do contactor que permite a ligação do motor, da máquina operatriz. Utiliza

Contato normalmente aberto (NA).

É o contato acionado automaticamente pela bobina de ligação; quando a bobina não está energizada ele está

Contato fechador

Automação I

s contatos são identificados por números, que

Contatos Principais: os números ímpares são as entradas de força (1,3 e 5) e os números pares as saídas (2,4 e

1º algarismo indica a posição sua posição física nos contactores, 1 para o primeiro, 2 para o segundo e assim

o do contato: NA ou NO (Normalmente Aberto), 3 na parte superior e 4 na parte

NF ou NC (Normalmente Fechado), 1 na parte superior e 2 na parte

Os contatos 1,3 e 5 ficam acoplado nas saídas 2,4 e 6 do contactor e os contatos 2,4 e 6 vão para a carga (motor). Quando há uma sobrecarga no circuito o relé desarma e conseqüentemente o contato NA se fechará e o

De posse da compreensão do princípio de funcionamento dos dispositivos eletromagnéticos, passemos a jamos certas definições

É um circuito que utiliza baixas correntes e diversos componentes que permitem a energização da

ite a ligação do motor, da máquina operatriz. Utiliza

É o contato acionado automaticamente pela bobina de ligação; quando a bobina não está energizada ele está

• Contato normalmente fechado (NF).

É o contato que, quando a bobina não está energizada, ele está fechado. Seus símbolos são:

• Botões de comando

Servem para ligar e parar o motor da máquina operatriz; por meio dos botões de comando completada bobina de ligação (botão LIGA) ou interrompe

• Contato térmico

Serve para desligar o circuito, quando há sobrecorrente; é também denominado relé térmico ou relé bimetálico. Seu símbolo é:

4.5.1 – COMANDO DOS CONTACTORES Acompanhando-se o diagrama de ligação abaixo, que representa um contactor trifásico comandado por botoeira e um contato auxiliar, nota-se que, quando o contato “L” da botoeira (ligação) é pressionado, fechade alimentação da bobina “B” e, consequentemente fechamfechamento deste último, formou-se um circuito paralelo de alimentação da bobina, de modo que, quando retiramos a pressão do botão de ligação “L”, a alimentação dafaz o papel de contato de selo. Para o desligamento, fazestando em série com a bobina, interrompe a alimentação da mesma.

4.5.2 – INTERTRAVAMENTO DE CONTACTORES

33

normalmente fechado (NF).


Servem para ligar e parar o motor da máquina operatriz; por meio dos botões de comando completabobina de ligação (botão LIGA) ou interrompe-se o circuito (botão DESLIGA). Seus símbolos são:

Serve para desligar o circuito, quando há sobrecorrente; é também denominado relé térmico ou relé bimetálico.

COMANDO DOS CONTACTORES

se o diagrama de ligação abaixo, que representa um contactor trifásico comandado por botoeira se que, quando o contato “L” da botoeira (ligação) é pressionado, fecha

ação da bobina “B” e, consequentemente fecham-se os contatos principais e o auxiliar. Com o se um circuito paralelo de alimentação da bobina, de modo que, quando

retiramos a pressão do botão de ligação “L”, a alimentação da bobina não é interrompida; este contato auxiliar faz o papel de contato de selo. Para o desligamento, faz-se necessário acionar o botão “D” da botoeira, que, estando em série com a bobina, interrompe a alimentação da mesma.

CONTACTORES

Contato abridor

Automação I


Servem para ligar e parar o motor da máquina operatriz; por meio dos botões de comando completa-se o circuito se o circuito (botão DESLIGA). Seus símbolos são:

Serve para desligar o circuito, quando há sobrecorrente; é também denominado relé térmico ou relé bimetálico.

se o diagrama de ligação abaixo, que representa um contactor trifásico comandado por botoeira se que, quando o contato “L” da botoeira (ligação) é pressionado, fecha-se o circuito

se os contatos principais e o auxiliar. Com o se um circuito paralelo de alimentação da bobina, de modo que, quando

bobina não é interrompida; este contato auxiliar se necessário acionar o botão “D” da botoeira, que,

Contato abridor

É um sistema elétrico ou mecânico destinado a evitar que dois ou mais contactores se fechem acidentalmente ao mesmo tempo, provocando curto-circuito ou mudança da seqüência de funcionamento dcircuito. Intertravamento elétrico

No intertravamento elétrico é inserido um contato auxiliar abridor de um contactor no circuito de comando que alimenta a bobina do outro contactor, deste modo, faz

4.6 – DISPOSITIVOS DE DESLIGAME

Os motores devem ter uma chave

conter um dispositivo de proteção

comando (contactor) e um dispositi

Para motores até 5 CV (e excepc

usar cha

partida que limite a corrente de pa

4.6.1 – CHAVE DE PARTIDA DIRETA

O circuito abaixo permite partir ou p

Note o contato auxiliar da contacto

partida (S1). Já o botão de parada

circuito, desenergizando a contacto

34

É um sistema elétrico ou mecânico destinado a evitar que dois ou mais contactores se fechem acidentalmente ao circuito ou mudança da seqüência de funcionamento d

No intertravamento elétrico é inserido um contato auxiliar abridor de um contactor no circuito de comando que alimenta a bobina do outro contactor, deste modo, faz-se com que o funcionamento de um dependa do outro.

ISPOSITIVOS DE DESLIGAMENTO E ACIONAMENTO DE MOTORES

e de partida para o seu acionamento e/ou desligamento. As

o de proteção contra curto-circuito (fusível ou disjunt

ivo de proteção contra sobrecargas (relé de sobrecarga)

cepcionalmente até 30 CV), ligados a uma rede secund

chave de partida direta. Acima desta potência, deve-se em

partida a um máximo de 225% da corrente nominal do

CHAVE DE PARTIDA DIRETA

parar um motor, através de dois botões de contato mo

actora, usado para manter sua energização após o opera

a (S0) é do tipo normal fechado (NF). Ao ser pression

tora e, portanto, abrindo também o contato auxiliar de a

Automação I

É um sistema elétrico ou mecânico destinado a evitar que dois ou mais contactores se fechem acidentalmente ao circuito ou mudança da seqüência de funcionamento de um determinado

No intertravamento elétrico é inserido um contato auxiliar abridor de um contactor no circuito de comando que se com que o funcionamento de um dependa do outro.

nto. As chaves devem

tor), um dispositivo de

carga).

dária trifásica, pode-se

mpregar dispositivo de

motor.

omentâneo (botoeiras).

ador soltar o botão de

onado ele interrompe o

auto-retenção.

Diagrama de Força

Note que este circuito, no caso de

importante para segurança. Caso s

contactora, ao retornar a energia e

pois a chave se manteria na posi

4.6.2 – CHAVE DE PARTIDA DIRETA COM REVERSÃO DO SENTIDO DE ROT AÇÃO

Neste caso existem dois botões de

motor girar no sentido horário e

independentemente do sentido de

retenção. Além disso, as contatoras

contactora C1 estiver energizada, a con

operador, inadvertidamente, acion

contactoras fossem energizadas s

teríamos curto-circuito entre as fases

35

Diagrama de Força Diagrama de Comando

interrupção da rede elétrica, se desarma automa

simplesmente fosse utilizada uma chave 1 pólo, 2 pos

elétrica (no caso de um “apagão”, por exemplo) o mo

ição ligada.

CHAVE DE PARTIDA DIRETA COM REVERSÃO DO SENTIDO DE ROT AÇÃO

es de contato momentâneo para partir o motor (B1 e B2

o outro no sentido anti-horário. Um terceiro botão d

e rotação. Note os contatos auxiliares NA das contatoras u

as se inibem mutuamente através dos contatos auxiliar

da, a contactora C2 não pode ser energizada, e vice-versa.

ne simultaneamente os dois sentidos de giro do m

simultaneamente, o resultado seria a queima dos fus

fases invertidas).

S

R

Automação I

aticamente. Isso é

posições para acionar a

otor seria energizado,

B2). Um deles faz o

desliga o motor (S0),

as usados para auto-

res NF. Assim, se a

sa. Isso impede que o

motor. Caso as duas

fusíveis de força (pois

Note que para inverter o giro do

4.6.3 – CHAVE DE PARTIDA TRIÂNGULO/ESTRÊLA

Neste caso, partimos o motor na

determinado tempo especificado no

pressionar B1, energiza-se a contac

rede trifásica na configuração estr

desenergizada e a contactora C2 ene

para efetuar sua auto-retenção. Co

36

motor basta inverter duas fases.

HAVE DE PARTIDA TRIÂNGULO/ESTRÊLA

configuração estrela, de forma a minimizar a corrente

cado no relé temporizado, comuta-se o motor para a config

se a contactora C3, que por sua vez energiza a contactora C1.

rela. Após o tempo especificado no relé temporizado R

energizada. C1 continua energizada, pois existe um

om isso, o motor é conectado a rede trifásica na config

R

S

Automação I

ente de partida e, após

guração triângulo. Ao

1. Isso liga o motor à

RT, a contactora C3 é

contato auxiliar de C1

guração triângulo.

Manuais Técnicos da WEG

Manuais Técnicos da Siemens

Site da WEG – www.weg.com.br

Site da Siemens – www.siemens.com.br

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5 – BIBLIOGRAFIA

www.siemens.com.br

R

Automação I

S

Internet

Automação industrial1 parte1 23_2_2011