Automação I
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
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-Karnaugh
Vietch Karnaugh
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 Eletromagnético
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 Rotação
Rot
4.6.3 – Chave de Partida Triãngulo/Estrêla
5 – BIBLIOGRAFIA
2
Automação I
1 – INTRODUÇÃO
Definição
Automação industrial pode ser definida como a tecnologia que se ocupa da utilização de sistemas mecânicos,
eletroeletrônicos
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
seguro e econômico, sem ou com a mínima interferência do homem.
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 vezz 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
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.
flexível
A automação fixa 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
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
unidades fabricadas.
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,
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
breve ou para produções
uções 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 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 teclado
teclad
numérico, por meio de um programa de computador, entre outras possibilidades. Assim, a operação do
3
Automação I
equipamento operatriz sempre dependerá das instruções indicadas por esse programa de controle. Em termos
de economia, o custo do equipamento pode ser diluído
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
lotes ou inclusive em forma unitária.
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
médio
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,
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
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 flexível,
flexíve 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
permite um nível de versatilidade
satilidade 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 iniciais
in
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
bobinas), as possíveis diferenças existentes entre os fabricantes de CLPs, quanto à representação das
instruções, são facilmente assimiladas pelos usuários, como exemplificados abaixo.
CONTATO NA
CONTATO NF
CONTATO NA
CONTATO NF
O nome Ladder deve-se
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
ontrole existente no Programa de Aplicação dá-se
dá se o nome de rung, a qual é
composta por Colunas e Linhas, conforme apresentado abaixo:
Coluna
1
Coluna
2
Coluna
3
Linha 1
Rung 1
1
1
Linha 2
Linha 1
2
Rung 2
4
Coluna
Saída
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
Aplicação.
2.1- FUNÇÃO E ou AND
sume valor “0” quando uma ou mais variáveis forem iguais a “0” e só assume valor “1” quando
É aquela que assume
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
forma: 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
emos de TABELA DA VERDADE.
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
0
0
0
1
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
struturar 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
5
Automação I
A tabela da verdade é assim distribuída:
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
S
0
0
0
0
0
0
0
1
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 porta E:
A
1
0
1
B
1
0
1
1
C
1
1
1
S
1
0
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
ca fica da seguinte forma:
S = A+B (para duas variáveis) e lê-se:
lê
S = A ou B
6
Automação I
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
orrerá quando as duas chaves estiverem abertas (0).
Logo podemos montar a tabela da verdade :
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
0
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
podemos representar portas OU com mais de duas variáveis de entrada.
Para três variáveis a tabela da verdade é estruturada da seguinte forma:
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
7
C
0
1
0
1
0
1
0
1
S
0
1
1
1
1
1
1
1
Automação I
unção OR em Linguagem ladder:
Função
EXERCÍCIOS
01) Descreva o trem de pulso de saída da porta abaixo, a partir da forma de onda de entrada:
du
02)) Desenhe um circuito que executa a função OU de quatro variáveis, a partir de portas OU com duas
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 binário
bin
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
função inversora.
É representada algebricamente da seguinte forma:
S=
A
ou S = A' e lê-se:
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 fechada
fechada (1) a lâmpada esta
apagada (0).
8
Automação I
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
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 saída
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
/FUNÇÃO NÃO OU ou NOR
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-se:
lê
S = A e B barrados.
O circuito abaixo demonstra o equivalente elétrico da função:
fu
9
Automação I
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
0 0
0 1
1 0
1 1
S
1
1
1
0
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:
OU
É o complemento (inverso) da função
unção OU, e é representada algebricamente como:
S = A + B (para duas variáveis) e lê-se:
lê
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
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
1
0
0
0
10
Automação I
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
1
0
0
1
0
B
1
0
0
0
1
C
1
1
0
1
0
S
0
1
1
1
1
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=
A ⊕ B (S = AB + A B ) e lê-se: S = A ou exclusivo B
Observe o esquema elétrico abaixo que representa a função EXOR:
11
Automação I
Para que a lâmpada fique acesa (1), as chaves A e B devem estar em estados diferentes, fechado (1) e aberto
(0) ou aberto
o (0) e fechado (1), respectivamente.
A tabela da verdade é assim mostrada:
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
0
1
1
0
A porta que executa a função é a PORTA EXOR e sua simbologia é:
Função EXOR em Linguagem ladder:
2.5.2 - FUNÇÃO
NÇÃO 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 =
A ⊕ B . Porém
A.B + 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
duas chaves devem estar no mesmo estado, fechado (1) ou aberto (1).
12
Automação I
Veja agora sua tabela da verdade:
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
1
0
0
1
A porta que executa a função é a PORTA EXNOR e sua simbologia é assim mostrada:
Função EXNOR em Linguagem ladder:
adder:
EXERCÍCIO
1) Explique
xplique porque o circuito a seguir não pode representar uma única porta EXNOR de quatro variáveis de
entrada.
3 - 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
ou mais portas.
Para isso, inicialmente, devemos chamar as expressões algébricas de expressões booleanas,
boolean
isto porque todas
as expressões podem ser submetidas ao modelo matemático de George Boole, também conhecido como
álgebra de Boole.
13
Automação I
3.1 - EXPRESSÕES BOOLEANAS OBTIDAS DE CIRCUITOS LÓGICOS
Podemos escrever a expressão booleana que é executada por qualquer
qualquer circuito lógico. Vejamos, por exemplo,
qual a expressão que o circuito abaixo executa:
amos dividir o circuito em duas partes:
Vamos
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 substituir
substituir a expressão S1 na expressão acima, ficando então:
S = (AB)+C
EXERCÍCIO
01) Escreva a expressão booleana dos circuitos abaixo:
a)
14
Automação I
b)
3.2 - CIRCUITOS LÓGICOS OBTIDOS DE EXPRESSÕES BOOLEANAS
Podemos também desenhar um circuito
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
representação será:
Para circuitos mais complexos devemos observar alguns procedimentos,
pr
por exemplo:
S = (A+B) . C . (B+D)
Faremos como na aritmética elementar, iniciaremos pelos parênteses, fazemos primeiramente as multiplicações
e após, as somas.
Dentro do primeiro parêntese,
e, 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
Automação I
EXERCÍCIO
01)) Desenhe o circuito que executa as seguintes expressões booleanas:
a) S = ABC + ( A + B ).C
b)
S=
A.B + CD
3.3 - TABELA DA VERDADE OBTIDA DE EXPRESSÕES BOOLEANAS E CIRCUITOS LÓGICOS
Uma maneira de se fazer o estudo de um circuito lógico é a utilização da tabela da verdade, que, como vimos,
anteriormente,
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-lo
transforma
na sua
expressão booleana característica.
Para esclarecer este processo, tomemos, por exemplo, o circuito:
Sua expressão será:
S=
ABC + AD + B
4
Temos na expressão acima 4 variáveis : A; B; C e D, logo, teremos 2 possibilidades de combinações.
O quadro de possibilidades ficará da seguinte forma:
ABCD
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
1º membro
2º membro
3º membro
ABC
AD
B
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
16
Resultado
final S
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
Automação I
EXERCÍCIOS
01)) Monte a tabela da verdade das expressões booleanas abaixo:
a)
S=
A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C
b)
S=
[(A + B ).C ]+ [D.(C + B )]
3.4 - EXPRESSÕES BOOLEANAS E CIRCUITOS LÓGICOS OBTIDOS A PARTIR DE TABELAS DA
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
4
0 1 1
1 0 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 A AND não B AND C" ira gerar uma saída "1". A expressão booleana
que identifica esta situação é A.B.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
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:
S = A.B.C + A.B.C
A expressão final é chamada forma de soma-de-produtos
soma
produtos de uma expressão booleana ou na forma de
MINTERMOS (∑ m).
Note que a expressão pode ser descrita através de portas lógicas com um padrão bastante familiar AND-OR:
AND
17
Automação I
EXERCÍCIO
01)) Desenhe os circuitos lógicos, a partir das tabelas da verdade
verdad abaixo.
a)
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
A
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
B
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
S
1
0
1
0
0
1
0
1
b)
C
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
D
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
S
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
3.5 - SIMPLIFICAÇÃO DE CIRCUITOS COMBINACIONAIS ATRAVÉS DO DIAGRAMA DE VEITCHVEITCH
KARNAUGH
Os diagramas de Veitch-Karnaugh
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.
AND. Para não complicarmos
muito adotaremos o padrão AND-OR
OR.
3.5.1 - DIAGRAMA PARA DUAS VARIÁVEIS
Vejamos inicialmente as possibilidades que duas variáveis podem fornecer:
ESTADO
0
1
2
3
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
18
Automação I
Estes estados deverão
erão ser distribuídos racionalmente nas quadrículas do modelo geométrico de VeitchVeitch
Karnaugh.
Substituindo por seus valores lógicos, temos:
Através dos conceitos de transformação em MINTERMOS, podemos ainda substituir os valores por expressões.
Devemoss 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.
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
0
1
1
1
S=
AB + A B + AB
Primeiramente vamos colocar no diagrama, o valor que a expressão assume em cada estado.
19
Automação I
Uma vez entendida a colocação dos valores no diagrama, assumidos pela expressão em cada estado, vamos
verificar como podemos efetuar a simplificação.
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:
Notamoss 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 = 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:
S = Par 1 + Par 2
S= A + B
Como
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
dificuldade de montagem.
EXERCÍCIO:
01) Simplifique
implifique o circuito que executa a tabela da verdade abaixo, através do diagrama de Veitch-Karnaugh.
Veitch
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
1
1
1
0
3.5.2 - DIAGRAMA PARA TRÊS VARIÁVEIS
Para três variáveis temos o diagrama com a seguinte distribuição dos estados:
est
20
Automação I
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, agora podemos
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
tabel da verdade:
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
S
1
1
0
1
1
1
1
0
Expressão extraída da tabela sem simplificação:
S=
A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C
Transpondo para o diagrama.
Para
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
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
Automação I
Sendo assim, destacamos os seguintes
uintes grupos:
Escrevendo suas expressões temos:
Quadra =
Par 1
=
Par 2
=
B
AC
AC
A expressão final minimizada será a união das expressões encontradas através do operador OU:
S=
B + AC + AC
O circuito que executa a tabela será então desenhado na forma a seguir:
22
Automação I
EXERCÍCIOS
01)) Ache a expressão simplificada das tabelas da verdade abaixo, através dos diagramas de VeitchVeitch
Karnaugh, a partir das saídas "1" das tabelas.
a)
b)
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
S
0
0
1
0
1
1
1
0
02)) Simplifique a expressão S = A.B.C
de Veitch-Karnaugh,
Karnaugh, utilizando o padrão AND-OR.
AND
c)
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
S
1
0
1
1
1
0
1
1
+ A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C
3.5.3 - DAGRAMA PARA QUATRO VARIÁVEIS
Para quatro variáveis, os estados são distribuídos no diagrama na forma abaixo:
Substituindo por seus valores lógicos, temos:
E por suas expressões:
23
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
através do diagrama
S
1
1
1
1
1
0
0
1
Automação I
Observamos que para cada grupo de oitavas, existe uma variável
v
em comum.
Para
ara elucidarmos melhor as regras acima, vamos transpor para o diagrama de Veitch-Karnaugh
Veitch
a seguinte
tabela da verdade:
A
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
B
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
C D
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0
0 1
1 0
1 1
S
0
1
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
1
Expressão extraída da tabela sem simplificação:
S=
A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D +
A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D
Transpondo para o diagrama
24
Automação I
Escrevendo suas expressões temos:
Oitava = B
Quadra =
C.D
A expressão final será:
S = Oitava + Quadra
S=B+
C.D
O circuito que executa
a a tabela será assim desenhado
EXERCÍCIOS
01)) Simplifique as expressões que executam as tabelas da verdade abaixo, através do diagrama de
Veitch-Karnaugh,
Karnaugh, a partir das saídas "1" das tabelas.
a)
A
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
B C D
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
S
0
1
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
0
b)
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
S
1
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
A
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
c)
B C D
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
S
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
1
1
1
02)) Simplifique a expressão abaixo através do diagrama de Veitch-Karnaugh,
Veitch Karnaugh, utilizando o padrão ANDAND
OR.
S=
A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D +
A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D
25
Automação I
3.6 - 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 característica,
característi
como vimos em
estudos 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,
levantamoss 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 → A=1
b) Não existência de carro na rua A → A=0
c) Existência de carro na rua B → B=1
d) Não existência de carro
o na rua B → B=0
26
Automação I
e) Verde dos sinais 1 acesos → V1=1
f) Verde dos sinais 2 acesos → V2=1
g) Quando V1=1, o vermelho estará apagado → Vm1=0
h) Quando V2=1, o vermelho estará apagado → Vm2=0
Vamos montar a tabela da verdade:
SITUAÇÃO
0
1
2
3
V1
A B
0 0
0 1
1 0
1 1
Vm1
V2
Vm2
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
0
A B
0 0
V1
Ø
Vm1
Ø
V2
Ø
m2
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:
SITUAÇÃO
1
A B
0 1
V1
0
Vm1
1
V2
1
Vm2
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:
SITUAÇÃO
2
A B
1 0
V1
1
Vm1
0
V2
0
Vm2
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:
SITUAÇÃO
3
A B
1 1
V1
1
Vm1
0
V2
0
Vm2
1
A tabela totalmente preenchida é vista a seguir:
SITUAÇÃO
0
1
2
3
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
V1
Ø
0
1
1
Vm1
Ø
1
0
0
V2
Ø
1
0
0
Vamos transpor as saídas para o diagrama de Veitch-Karnaugh
Veitch Karnaugh e retirar a expressão simplificada para cada
caso.
27
Automação I
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
se utilizar um amplificador de uma única entrada para ser conectado a três aparelhos: um
toca-fitas, um toca-discos
discos e um rádio. Vamos elaborar um circuito lógico que nos permitirá
permitirá ligar os aparelhos ao
amplificador, obedecendo as seguintes prioridades:
1ª - Toca discos.
2ª - Toca-fitas.
3ª - Rádio.
02) Deseja-se
se em uma empresa, implantar um sistema de prioridade nos seus intercomunicadores, da
seguinte maneira:
Presidente:
Vice-presidente:
presidente:
Engenharia:
Chefe de seção:
1ª prioridade.
2ª prioridade.
3ª prioridade.
4ª prioridade.
03)) Desenhe um circuito para, em conjunto de três chaves, detectar um número par destas ligadas.
04)) 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
controle será efetuado por dois
sensores A e B, colocados nos recipientes "a" e "b" respectivamente.
28
Automação I
4- CIRCUITOS DE COMANDO ELÉTRICO
4.1 - INTRODUÇÃO
A cada dia que passa os equipamentos elétricos e mecânicos vão dando lugar aos microprocessadores. Tanto
Ta
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
facilitar e melhorar o serviço. Estamos vivendo
viv
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,
ligá
desligá-la, movimentá-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
máquina).
Ocorre que paralelamente aos microprocessadores
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
tem como ponto de partida
os 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 corrente
c
por seccionamento – São os aparelhos de comando, tais
como: interruptores, chaves de faca simples, contactores, disjuntores etc;
b) Proteção contra curto--circuito e sobrecargas – Em certos casos, o mesmo dispositivo permite
alcançar os objetivos acima
a citados, como os disjuntores.
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
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, contactoras,
conta
chave magnética, eletroválvulas, solenóides, etc.
c) Dispositivos Eletrônicos
Eletrônico
Utilizam circuitos eletrônicos com SCRs e TRIACs como substitutos dos contatos, embora, necessitem
de outra chave para iniciar a condução nesses componentes.
componentes
SPOSITIVOS DE PROTEÇÃO
4.3 - DISPOSITIVOS
Os condutores e equipamentos que fazem parte de um circuito elétrico devem ser protegidos automaticamente
contra curto-circuitos
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
ta ou com retardo. Existe fusível tipo rolha, cartucho (virola ou faca), etc.
etc
b) Disjuntor
Pode servir como protetor contra curto-circuito
curto circuito e sobrecarga, além de estabelecer ou romper a
passagem da corrente pela ação direta do operador. Internamente, o disjuntor
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.
curto
29
Automação I
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 equipamentos.
equipame
d) Relés de máxima e mínima tensão
Interrompem o circuito, na falta de fase, mantendo-o
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
a tensão
ensão 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 interruptores,
interruptores, botoeiras ou quaisquer
outros dispositivos de comando ou manobra.
SICO DE UM DISPOSITIVO ELETROMAGNÉTICO
4.4 - FUNCIONAMENTO BÁSICO
Os relés consistem em chaves eletromagnéticas que tem por função abrir ou fechar contatos a fim de conectar
ou interromper
per circuitos elétricos, sendo constituído por bobina ou solenóide, núcleo de ferro, contatos e
armadura.
Os outros dispositivos eletromagnéticos têm funcionamento
f
semelhante ao relé.
O fechamento da chave S1 faz circular
uma corrente através do solenóide criando
um campo magnético
magnét
que atrai a
armadura do relé, fechando o contato.
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 (controle
(controle remoto), quer manual,
quer automaticamente.
Contactores e chaves magnéticas são dispositivoss com dois circuitos básicos, de comando e de força que se
prestam a esse objetivo.
O circuito de comando opera com corrente pequena, apenas o suficiente para
para operar uma bobina, que fecha o
contato 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
Automação I
Esquematicamente, podemos representar o circuito de uma chave magnética da maneira
ira apresentada na figura
a seguir:
Diagrama de ligação de uma chave magnética Eletromar
Neste esquema temos uma chave magnética
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
unipolar, chave-bóia,
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
proteção contra sobrecargas.
4.4.2 – IDENTIFICAÇÃO DOS BORNES
BORNE DOS CONTACTORES
CONTATOS
CONTATOS
PRINCIPAIS
AUXILIARES
BOBINA
1
3
5
13
21
2
4
6
14
22
A1
A2
31
Automação I
As bobinas têm os bornes indicados pelas letras A1 e A2 e oss contatos são identificados por números, que
indicam:
Contatos Principais: os números ímpares são as entradas de força (1,3 e 5) e os números pares
pare as saídas (2,4 e
6).
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
o do contato: NA ou NO (Normalmente Aberto), 3 na parte superior e 4 na parte
inferior.
NF ou NC (Normalmente Fechado), 1 na parte superior e 2 na parte
inferior.
4.4.3 – IDENTIFICAÇÃO
ÇÃO DOS BORNES DO RELÉ TÉRMICO
1
3
5
95
97
2
4
6
96
98
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
contat NA se fechará e o
NF 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, vejamos
vejamos certas definições
básicas:
• 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 permite
permite a ligação do motor, da máquina operatriz.
correntes elevadas.
Utiliza
• 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:
Contato fechador
•
32
Automação I
• Contato normalmente fechado (NF).
É o contato que, quando a bobina não está energizada, ele está fechado. Seus símbolos são:
Contato abridor
• Botões de comando
Servem para ligar e parar o motor da máquina operatriz; por meio dos botões de comando completa-se
completa
o circuito
da bobina de ligação (botão LIGA) ou interrompe-se
interrompe se o circuito (botão DESLIGA). Seus símbolos são:
• 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
se o diagrama de ligação abaixo, que representa um contactor trifásico comandado por botoeira
e um contato auxiliar, nota-se
se que, quando o contato “L” da botoeira (ligação) é pressionado, fecha-se
fecha
o circuito
de alimentação
ação da bobina “B” e, consequentemente fecham-se
fecham se os contatos principais e o auxiliar. Com o
fechamento deste último, formou-se
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
faz se necessário acionar o botão “D” da botoeira, que,
estando em série com a bobina, interrompe a alimentação da mesma.
4.5.2 – INTERTRAVAMENTO DE CONTACTORES
33
Automação I
É um sistema elétrico ou mecânico destinado a evitar que dois ou mais contactores se fechem acidentalmente ao
mesmo tempo, provocando curto-circuito
circuito ou mudança da seqüência de funcionamento de
d um determinado
circuito. 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-se
faz se com que o funcionamento de um dependa do outro.
4.6 – DISPOSITIVOS
ISPOSITIVOS DE DESLIGAMENTO
DESLIGAME
E ACIONAMENTO DE MOTORES
Os motores devem ter uma chave
e de partida para o seu acionamento e/ou desligamento.
nto. As chaves devem
conter um dispositivo de proteção
o de proteção contra curto-circuito (fusível ou disjunttor), um dispositivo de
comando (contactor) e um dispositiivo de proteção contra sobrecargas (relé de sobrecarga)
carga).
Para motores até 5 CV (e excepc
cepcionalmente até 30 CV), ligados a uma rede secund
dária trifásica, pode-se
usar chave
cha de partida direta. Acima desta potência, deve-se em
mpregar dispositivo de
partida que limite a corrente de partida
pa
a um máximo de 225% da corrente nominal do motor.
4.6.1 – CHAVE DE PARTIDA DIRETA
O circuito abaixo permite partir ou parar
p
um motor, através de dois botões de contato mo
omentâneo (botoeiras).
Note o contato auxiliar da contacto
actora, usado para manter sua energização após o opera
ador soltar o botão de
partida (S1). Já o botão de parada
a (S0) é do tipo normal fechado (NF). Ao ser pression
onado ele interrompe o
circuito, desenergizando a contacto
tora e, portanto, abrindo também o contato auxiliar de auto-retenção.
a
34
Automação I
R
S
Diagrama de Força
Diagrama de Comando
aticamente. Isso é
Note que este circuito, no caso de interrupção da rede elétrica, se desarma automa
importante para segurança. Caso simplesmente
s
fosse utilizada uma chave 1 pólo, 2 posições
pos
para acionar a
contactora, ao retornar a energia elétrica
e
(no caso de um “apagão”, por exemplo) o mo
otor seria energizado,
pois a chave se manteria na posiição ligada.
4.6.2 – CHAVE DE PARTIDA DIRETA COM REVERSÃO DO SENTIDO DE ROTAÇÃO
Neste caso existem dois botões
es de contato momentâneo para partir o motor (B1 e B2).
B2 Um deles faz o
motor girar no sentido horário e o outro no sentido anti-horário. Um terceiro botão desliga
d
o motor (S0),
independentemente do sentido de
e rotação. Note os contatos auxiliares NA das contatoras
as usados
u
para autoretenção. Além disso, as contatoras
as se inibem mutuamente através dos contatos auxiliarres NF. Assim, se a
contactora C1 estiver energizada,
da, a contactora
con
C2 não pode ser energizada, e vice-versa.
sa. Isso impede que o
operador, inadvertidamente, acion
ne simultaneamente os dois sentidos de giro do motor.
m
Caso as duas
contactoras fossem energizadas simultaneamente,
s
o resultado seria a queima dos fus
fusíveis de força (pois
teríamos curto-circuito entre as fases invertidas).
35
Automação I
R
S
Note que para inverter o giro do motor basta inverter duas fases.
HAVE DE PARTIDA TRIÂNGULO/ESTRÊLA
4.6.3 – CHAVE
Neste caso, partimos o motor na configuração estrela, de forma a minimizar a corrente
ente de partida e, após
determinado tempo especificado
cado no relé temporizado, comuta-se o motor para a config
guração triângulo. Ao
pressionar B1, energiza-se
se a contactora
contac
C3, que por sua vez energiza a contactora C1.
1. Isso liga o motor à
rede trifásica na configuração estrrela. Após o tempo especificado no relé temporizado RT,
R a contactora C3 é
desenergizada e a contactora C2 energizada.
ene
C1 continua energizada, pois existe um contato auxiliar de C1
para efetuar sua auto-retenção. Co
om isso, o motor é conectado a rede trifásica na config
guração triângulo.
36
Automação I
R
S
5 – BIBLIOGRAFIA
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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