Circuito eletrico de controle com reles

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1.OBJETIVO

O objetivo desta atividade foi desenvolver um circuito elétrico de controle para comandar dois cilindros pneumáticos.

2.CARACTERISTICAS DO SISTEMA

Para o desenvolvimento do circuito foram apresentados algumas características e comportamentos do sistema.

No sistema eram disponíveis três botões, cada um com uma função, ao qual é apresentado abaixo:

B1 – Botão de ciclos contínuos;

B2 – Botão desliga ciclos contínuos (ao final do ciclo);

B3 – Botão de ciclo único;

Além disso, foram disponibilizados dois cilindros, um comandado por válvula de duplo piloto (Cilindro 1.0) e outro comandado por válvula de simples piloto com retorno por mola (Cilindro 2.0).

O comportamento do sistema pode ser observado através do diagrama de Trajeto-Passo mostrado abaixo:

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Figura 1 – Diagrama Trajeto-Passo do sistema

Além disso, para o controle foram necessários o uso de quatro chaves elétricas (micro switch) que foram nomeadas como S1, S2, S3 e S4.

3.RESULTADOS

Com o sistema todo configurado, foi possível a elaboração primeiramente do circuito pneumático:

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Figura 2 – Circuito Pneumático

Elaborado todo sistema e conhecendo o comportamento do mesmo, foi possível com a utilização do software Festo FuidSim® o desenvolvimento do circuito elétrico de controle.

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Figura 3 – Circuito Elétrico de Controle do Sistema

Ao acionar o botão B1, o mesmo liga a bobina de rele K1, além disso um contato de K1 foi utilizado como selo para manter o rele ligado.

Um outro contato de K1 foi adicionado em série na bobina Y1 responsável pelo avanço do cilindro 1.0. Além disso foi adicionado também um contato fechado do rele K2 para não ocorrer de terem as duas bobinas da válvula ligadas ao mesmo tempo.

Portanto acionando B1 o cilindro 1.0 avança, ao chegar no seu fim de curso, o mesmo aciona a chave S2 que liga o rele K2, logo o contato NF na linha 4 é aberto fazendo com que a bobina Y1 seja desligada.Com o rele K2 ligado a bobina Y2 também é ligada fazendo com que o cilindro 1.0 retorne, um contato NA do rele K2 atua como selo da chave S2 pois no momento do retorno do cilindro a chave é desligada.

Ao retornar, o cilindro 1.0 aciona a chave S1, ligando assim a bobina Y3 que faz com que o cilindro 2.0 avance, um contato NA do rele K2 é instalado em série com a chave S1 para não permitir o avanço do mesmo no momento que o circuito é alimentado, ou seja, quando é acionado o botão B1 pela primeira vez. É instalado também um contato NF do rele K4 para permitir o desligamento da bobina Y3.

Portanto quando o cilindro 2.0 chega ao seu fim de curso é acionado a chave S4 que liga o rele K4 e faz com que abra seu contato NF presente na linha 9, garantindo assim o retorno do cilindro 2.0. Além disso é adicionado um contato NA do rele K4 em paralelo com a chave S4, configurando assim um selo, responsável em manter o rele K4 ligado durante o retorno do cilindro.

Ao retornar, o cilindro 2.0 aciona a chave S3, um contato NA do rele K4 é instalado em série para que assim como mencionado acima para o cilindro 1.0, aconteça também com o cilindro 2.0 pois com o sistema desligado, a o mesmo aciona a chave S3. Acionando a chave S3, devido ao rele K4 estar ligado pelo selo (linha 11), seu contato NA (linha 12) faz com que o rele K3 seja ligado, desligando assim o rele K4 e também o rele K2, logo é fechado o contrato NF do rele K2 na linha 4 ao qual junto com o selo do botão B1 faz com que o cilindro 1.0 avance novamente, tornando assim o ciclo continuo.

Ao ser acionado o botão B2, por se tratar de um botão pulsador NF, o circuito é aberto fazendo com que seja interrompida a alimentação do rele K1, o ciclo se completa, porém ao termino do mesmo o sistema fica “parado” pois tanto o botão B1 como o seu selo estão com seus contatos abertos e consequentemente o rele K1 desligado.

Ao acionar o botão B3, o sistema opera apenas um ciclo único pois ele é responsável por ligar um rele, no caso o rele K5, ao qual possui um contato em paralelo com o contato NA do rele K1 na linha 4. Fechando esse contato NA, o sistema parte, porém ao termino do ciclo o mesmo é interrompido pois tanto o botão B1 quanto o B3 estão com os contatos abertos, impedindo assim a alimentação de seus devidos reles, impossibilitando o reinicio sem o acionamento de qualquer um deles.

3.FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

3.1 - SENSORES DISCRETOS DE PROXIMIDADE

Esses sensores possuem sinais elétricos do tipo binário, 0-1, “on off”. São usados para detecção de eventos, por exemplo, chegada de um objeto a certa posição ou um nível de um fluído qualquer a certa posição, etc. Como seu próprio nome diz, são ativados pela proximidade de objetos dos sensores.

A ligação dos sensores digitais nos controladores industriais e fontes podem ser de dois, três ou quatro fios. Aqueles de dois fios são, por exemplo, de contato seco, ao passo que aqueles com três ou quatro fios são transistorizados PNP ou NPN. Em qualquer caso a corrente poderá fluir para a entrada do controlador, caracterizando a montagem do tipo sourcing ou, então fluir para o sensor, caracterizando a montagem do tipo sinking.

Nos sensores sourcing o transistor interno é PNP e nos sensores sinking o transistor interno é NPN.

SENSORES COM SAÍDA NPN ⇒ São utilizados para comutar a carga ao potencial positivo. O módulo de saída possui um transistor NPN que conecta a carga à terra (0 V). A carga é conectada entre a saída do sensor e a tensão de funcionamento positiva (VDC). Se for NPN, o sinal de saída é negativo.

SENSORES COM SAÍDA PNP ⇒ São utilizados para comutar a carga ao potencial negativo. O módulo de saída possui um transistor PNP que conecta a carga à terra (0V). A carga é conectada entre a saída do sensor e a tensão de funcionamento negativo (0V). Se for PNP, o sinal de saída do sensor é positivo.