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ELETROPNEUMÁTICA
COMPONENTES MAIS USADOS
EM UMA AUTOMAÇÃO
ELETROPNEUMÁTICA
Botoeiras
Esses elementos são destina- dos a comutação de sinais elétri- cos, isto é, permitem ou não a pas- sagem de uma corrente elétrica, fazendo com isso a energização ou desener-gização de pontos de um circuito (figura 1). Os tipos mais comuns são: Push-Button – este permanece acionado quando pressionado e aber- to quando liberado. Botão de Retenção – ao pressioná-lo, ele é acionado, porém
só será liberado quando for novamen- te pressionado. Botão tipo Cogumelo – ao pressioná-lo, ele é travado permane- cendo acionado até quando o des- travarmos girando o botão no sen- tido horário. Este tipo de botão é comum nas chamadas chaves de emergência. Nesse ponto, vale a pena abordar- mos os conceitos NA (normalmente aberto) e NF (normalmente fechado).
Juliano Matias
Phoenix Contact
Na área de Automação Industrial, um dos segmentos mais utilizados até hoje é sem dúvida o da
Pneumática, pois esta possui características de velocidade e força para a realização de tarefas utili-
zando o ar comprimido como fonte de energia. Mas, como se diz que força não é nada sem controle,
abordaremos neste artigo conceitos de elaboração de circuitos eletropneumáticos para controle de
elementos pneumáticos como pistões, válvulas e motores, com o uso de elementos de comutações
elétricas.
Boa leitura!
Em um circuito elétrico um con- tato NA é um contato que permite a passagem de corrente elétrica quan- do o botão é acionado. Um contato NF é o contrário, isto é, quando o botão não está acionado ele já está permitindo a passagem da corrente elétrica e, ao acioná-lo, a passagem de corrente é interrompida (figura 2). Muito cuidado, pois esses conceitos valem somente para circuitos elétri- cos, para circuitos pneumáticos eles
Figura 1 - Botão industrial desmontado. Figura 2 - Dois circuitos comutadores: um NA e um NF.
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ELETROPNEUMÁTICA
ELETROPNEUMÁTICA
são invertidos, uma válvula NA em pneumática permite a passagem de ar com a válvula não acionada, en- quanto uma válvula NF só permite a passagem de ar com ela acionada, como podemos ver na figura 3.
Detectores de limite mecânico
Por meio destes dispositivos é possível a detecção de posições in- termediárias e finais das hastes dos cilindros pneumáticos ou dos elemen- tos mecânicos que estes acionam. Roletes – são dispositivos que possuem a finalidade de permitir a passagem de corrente, sendo que
sua comutação se dá em qualquer sentido. Mostramos alguns exemplos na figura 4. Gatilhos – são similares aos roletes, porém, seu acionamento ocorre em apenas um sentido de mo- vimento, e sua comutação é um pul- so rápido.
Detectores sem contato mecânico
Funcionam como detectores de limite mecânico, tendo como princi- pais características o não contato físico com a máquina e a alta veloci- dade de comutação.
Sensores indutivos – Este tipo de detector é muito interessante, pois permite que seja instalado onde as chaves fim-de-curso muitas vezes são inviáveis de colocar em uma má- quina. Também é muito utilizado onde há necessidade de um alto número de chaveamentos. Os sensores indutivos são cons- tituídos por um circuito oscilador, um circuito de disparo e um circuito am- plificador, conforme podemos ver na figura 5. O circuito oscilador gera (através de uma bobina) um campo magnéti- co que sobressai em forma de um círculo na face do sensor quando al- gum objeto metálico se aproxima da face do sensor, são geradas corren- tes parasitas no objeto metálico con- sumindo energia do oscilador e, em virtude disso, a tensão no oscilador cai. O circuito de disparo detecta essa queda na tensão e assume como cir- cuito ativo, mas esse sinal não gera energia suficiente para acionar algu- ma carga elétrica, por isso se faz necessário um circuito amplificador para compatibilizar com a carga que será controlada. Temos alguns exemplos de sensores indutivos nas figuras 6 e 7.
Figura 3- Temos um comparativo entre circuitos elétricos e pneumáticos NA e NF.
Figura 4 - Exemplos de chave fim-de-curso (a e b) e chave do tipo rolete da empresa Metaltex (c).
Figura 5 - Diagrama em blocos de um sensor indutivo.
Figura 6 - Sensor Indutivo da empresa FESTO.
Figura 7 - Vários tipos de sensores indutivos.
ELETROPNEUMÁTICA
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vula maior, com isso quem aciona a válvula principal é o ar que provém da válvula piloto (figura 10). Existem outros equipamentos básicos para utilização em eletropneumática, tais como relés auxiliares, relés temporizadores, en- tre alguns, porém sendo eles de co- nhecimento geral na área de
eletroeletrônica não abordaremos os seus conceitos neste artigo.
COMANDOS PNEUMÁTICOS E
ELETROPNEUMÁTICOS
Existem várias formas e caminhos para se projetar um circuito eletro- pneumático. Sendo circuitos lógicos e
binários, podemos adotar o mesmo conceito da eletrônica digital. Para isso, na lógica existem dois estados possíveis:
- 0: quando não há sinal;
- 1: quando há sinal.
Podemos fazer qualquer lógica combinacional utilizando apenas três funções lógicas básicas:
- “E”;
- “OU”;
- “NÃO”
Função “E”
Essa função se caracteriza por apresentar o nível lógico 1 na sua saída somente quando todas as suas entradas apresentarem nível lógico 1, como podemos ver pela sua tabe- la verdade da figura 11-a. Simbologia (figura 11-b). Circuito Pneumático Equivalente (figura 11-c). Circuito Elétrico Equivalente (figu- ra 11-d).
Função “OU”
Essa função se caracteriza por apresentar o nível lógico 1 na sua saída quando alguma das suas en- tradas apresentar nível lógico 1, como podemos ver na sua tabela verdade da figura 12-a. Simbologia (figura 12-b). Circuito Pneumático Equivalente (figura 12-c). Circuito Elétrico Equivalente (figu- ra 12-d).
Função “NÃO”
Função também conhecida como inversora, isto é, o sinal de saída é o sinal de entrada invertido, como po- demos ver na sua tabela verdade da figura 13-a. Simbologia (figura 13-b). Circuito Pneumático Equivalente (figura 13-c) Circuito Elétrico Equivalente (figu- ra 13-d). Bem, como dissemos anterior- mente, podemos fazer qualquer cir-
Figura 11 - Lógica "E". Tabela verdade (a), símbolo eletrônico de uma Lógica "E" de 4 entradas (b), circuito pneumático equivalente (c) e circuito elétrico equivalente (d).
Figura 12 - Lógica "OU". Tabela verdade (a), símbolo eletrônico de uma Lógica "OU" de 4 entradas (b), circuito pneumático equivalente (c) e circuito elétrico equivalente (d).
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cuito que envolva uma lógica combinacional com as lógicas “E”, “OU” e “NÃO”, tomemos o exemplo: S= ((E1 AND E2) OU NOT(E3)) AND E Essa equação também é conhe- cida no seguinte formato:
S =(( E 1. E 2 )+ E 3 ). E 4
Temos nas figuras 14 e 15 a re- presentação do circuito em blocos ló- gicos e em representação elétrica.
Figura 14 - Lógica combinacional do circuito.
Figura 15 - Diagrama de contatos elétricos.
EXEMPLOS DE CIRCUITOS
ELETROPNEUMÁTICOS
EXEMPLO 1: Acionamento de um cilindro de simples ação.
Acionado o botão b 1 , energiza- se s1 que pilota a válvula, fazen- do com que o pistão avance, per- manecendo assim até que o bo- t ã o b 1 s e j a d e s c o n e c t a d o. Desenergizando s 1 , a válvula vol- ta à posição inicial e o cilindro recua (figura 16).
EXEMPLO 2: Acionamento de um cilindro de dupla ação.
A c i o n a n d o - s e o b o t ã o b 1 , energiza-se s 1 que pilota a válvu- l a f a z e n d o c o m q u e o p i s t ã o a v a n c e , p e r m a n e c e n d o a s s i m mesmo que o botão b 1 não esteja mais sendo acionado (pois o re- torno da válvula não é a mola). Ao acionar o botão b 2 a válvula
Figura 13 - Lógica "NÃO". Tabela verdade (a), símbolo eletrônico (b), circuito pneumático equivalente (c) e circuito elétrico equivalente (d).
Figura 16 - Exemplo 1 - acionamento de um cilindro de simples ação com retorno por mola.
Figura 17- Exemplo 2 - acionamento de um cilindro com uma válvula de 2 posições eletro- pilotadas.
