IFBA – INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO

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IFBA – INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E
TECNOLOGIA – SANTO AMARO
CURSO TÉCNICO EM ELETROMECÂNICA
Projeto e execução de um sistema eletrohidráulico em
substituição a um sistema puramente mecânico
Allison Souza Vaz dos Santos
Ivana Oliveira Nascimento
Rodrigo Lopes Oliveira
SANTO AMARO-BA
Julho de 2009
IFBA – INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E
TECNOLOGIA – SANTO AMARO
CURSO TÉCNICO EM ELETROMECÂNICA
Relatório Final do Projeto Integrador – 4º Módulo
Projeto e execução de um sistema eletrohidráulico em
substituição a um sistema puramente mecânico
Allison Souza Vaz dos Santos
Ivana Oliveira Nascimento
Rodrigo Lopes Oliveira
Relatório
elaborado
como
parte
das
exigências para a conclusão do Projeto
Integrador do Curso de Eletromecânica do
IFBA – Santo Amaro, sob a orientação do
professor Marcio Gomes.
SANTO AMARO-BA
Julho de 2009
Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
FOLHA DE APROVAÇÃO
Nomes dos Autores e Matrícula:
1. Allison Souza Vaz dos Santos Matrícula: 20070601205
2. Ivana Oliveira Nascimento Matrícula: 20070601129
3. Rodrigo Lopes Oliveira Matrícula: 20070601141
Título do Trabalho: Projeto e execução de um sistema eletrohidráulico em
substituição a um sistema puramente mecânico
Banca Examinadora:
____________________________________________
Márcio Rodrigues Gomes
Prof. Orientador
____________________________________________
Antonio Luiz Aguiar
Prof. da Disciplina Projeto Integrador
____________________________________________
Prof. Marcos Antônio Ramos Andrade
SANTO AMARO – BA
Aprovado em: ____/____/2009.
1
Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
DEDICATÓRIA
Dedicamos este trabalho primeiramente a Deus por ter nos guiado nessa
grande caminhada e também os nossos pais que nos incentivou estando todo tempo
ao nosso lado.
2
Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
AGRADECIMENTOS
Agradecemos primeiramente a Deus, depois aos nossos familiares que
sempre nos estimularam aos professores pela dedicada contribuição e amigos pelas
palavras de incentivo dedicadas a todos nós.
3
Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
RESUMO
O
presente
projeto
refere-se
ao
desenvolvimento
de
um
sistema
eletrohidraúlico para acionar uma prensa hidráulica acionada manualmente
através de um programa computadorizado capaz de simular os aspectos de
funcionamento.
Devido à peculiar concepção mecânica da prensa, baixa produtividade,
competitividade e aumento dos esforços humanos, a utilização de um sistema
eletrohidraúlico
oferece
muitas
vantagens
como:
maior
produtividade,
competitividade e menor esforço humano.
Palavras-Chave:
Sistema hidráulico
Prensa
Elétrico
4
Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 2.1 - Princípio de Pascal. ................................................................................................................... 9
Figura 2.2 - Manômetro de Bourbon......................................................................................................... 11
Figura 2.3 - Filtros hidráulicos ................................................................................................................... 11
Figura 2.4 - Representa as bombas hidráulicas .................................................................................. 12
Figura 2.5 - Atuador hidráulico .................................................................................................................. 12
Figura 2.6 - Válvulas de controle direcional ........................................................................................... 14
Figura 2.7 – a) posições; b) vias. ................................................................................................................. 15
Figura 2.8 – Tipos de vias ............................................................................................................................. 15
Figura 2.9 –Passagem e bloqueio ............................................................................................................... 15
Figura 2.10 - Válvula direcional ................................................................................................................. 16
Figura 2.11 – Solenóide ................................................................................................................................. 16
Figura 2.12 - Solenóide energizado ........................................................................................................... 16
Figura 3.1 - Prensa manual. ........................................................................................................................ 19
Figura 3.2 - Prensa manual ......................................................................................................................... 21
Figura 5. 1 – Circuito elétrico ...................................................................................................................... 24
Figura 6.1 - Circuito eletrohidráulico ....................................................................................................... 26
5
Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
CC: corrente contínua
CA: corrente alternada
LISTA DE SÍMBOLOS E NOTAÇÕES
P: Pressão
F: Força
A: Área
mm: Milímetro
l: largura
V: tensão, em volt
R: resistência, em ohm
I: corrente, em ampère
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
SUMÁRIO
1.
INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................ 8
2.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS ................................................................................................................. 9
2.1 Princípios da hidráulica ....................................................................................................................... 9
2.2 Seleções dos componentes e equipamentos do sistema hidráulico ..................................... 10
2.3 Descrições dos componentes e equipamentos do sistema hidráulico ................................. 10
3.
DESCRIÇÃO DA PRENSA MANUAL ................................................................................................. 19
3.1.
Funcionamento da prensa manual .......................................................................................... 20
3.2.
Componentes da prensa manual .............................................................................................. 21
4.
FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE ............................................................................................. 22
4.1.
Seleção dos componentes e equipamentos do sistema elétrico....................................... 23
4.2.
Descrição dos componentes e equipamentos do sistema elétrico .................................. 23
5.
SIMULAÇÃO DO CIRCUITO ELÉTRICO ........................................................................................ 24
6.
SIMULAÇÃO DO SISTEMA ELETROHIDRÁULICO .................................................................... 25
7.
ANÁLISE DOS RESULTADOS ............................................................................................................ 27
8.
CONCLUSÕES .......................................................................................................................................... 28
REFERÊNCIAS ................................................................................................................................................ 29
ANEXOS ................................................................................................ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO.
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
1. INTRODUÇÃO
Muitas
máquinas
e
processos
diferentes
utilizam
um
fluido
para
desenvolver uma força, para mover ou sujeitar um objeto, ou para controlar uma
ação. Acreditando que a prensa acionada manualmente tem como problema maior a
limitação da produtividade, assim o projeto proposto tem como objetivo facilitar o
trabalho dos operadores de uma prensa manual tornando esse processo
eletrohidráulico, para possibilitar ao homem o aprimoramento nos processos
produtivos e na busca da qualidade. Esperamos que ao implantarmos o sistema
eletrohidráulico na prensa em questão, possamos assim beneficiar os operadores e
a empresa, de forma a aumentar a produtividade e a qualidade, diminuindo os
custos e o esforço humano, tornando o processo mais prático e lucrativo.
O objetivo principal deste trabalho é projetar um sistema eletrohidráulico
para substituir o sistema de uma prensa manual. Especificamente, o trabalho terá
como metas o seguinte:
1. Analisar a prensa manual para saber sua capacidade de trabalho,
dimensões e funcionamento.
2. Especificar os dispositivos usados no sistema hidráulico.
3. Testar o sistema hidráulico através da simulação no Fluidsim.
4. Projetar o diagrama esquemático do circuito elétrico.
5. Simular o circuito elétrico no Fluidsim.
6. Simular o circuito eletrohidráulico no Fluidsim.
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
2.1 Princípios da hidráulica
Blaise Pascal que estabeleceu o princípio físico da hidrostática diz: “Em um
líquido em repouso ou equilíbrio as variações de pressão transmitem-se igualmente
e sem perdas para os pontos da massa liquida”. Uma aplicação desse princípio é a
prensa hidráulica.
Figura 2.1 - Princípio de Pascal.
A Figura 2.1 representa o princípio de Pascal.
Como pode ser visualizado na imagem, o sistema constitui-se de um tubo

em U no qual aplicamos uma força F2 sobre uma área A1, o que gera uma pressão
P1 no líquido. Essa pressão é transmitida integralmente para a outra extremidade
do tubo que, por sua vez, tem uma área A2 muito maior que A1. A mesma pressão,
9
Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico


aplicada sobre uma área bem maior, exercerá uma força F2 bem maior que F1 . A
equação seguinte representa o princípio de Pascal:
P=
F
A
(2-1)
Tem-se, portanto, um mecanismo eficaz de aumento da força aplicada.
Basta construir dispositivo com área, na outra extremidade, bem maior do que a
como pode ser visualizado na Figura 2.1.
2.2 Seleções dos componentes e equipamentos do sistema
hidráulico
1. Manômetro;
2. Filtro;
3. Bomba;
4. Atuadores;
5. Válvulas de controle direcional 4/3 vias acionada por solenóide;
6. Válvula redutora de pressão;
7. Válvulas de retenção duplamente pilotadas
8. Válvula controladora de vazão;
2.3 Descrições dos componentes e equipamentos do
sistema hidráulico
O manômetro é um aparelho que mede um diferencial de pressão. Dois
tipos de manômetros são utilizados nos sistemas hidráulicos: o de Bourbon e o de
núcleo móvel.
Manômetro de Bourbon
O manômetro utilizado é o de tubo de Bourbon ele consiste de uma escala
calibrada em unidades de pressão e de um ponteiro ligado, através de um
mecanismo, a um tubo oval, em forma de "C". Esse tubo é ligado à pressão a ser
medida.
10
Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
Figura 2.2 - Manômetro de Bourbon
Filtros Hidráulicos
As partículas de sujeira podem fazer com que máquinas caras e grandes
falhem por isso a necessidade do filtro. Os elementos do filtro forçam o fluido a
passar através de uma espessura apreciável de várias camadas de material. A
contaminação é retida por causa do entrelaçamento das fibras e a conseqüente
trajetória irregular que o fluido deve tomar.
Figura 2.3 - Filtros hidráulicos
Bombas Hidráulicas
As bombas hidráulicas convertem a energia mecânica transmitida pelo
acionador principal (motor elétrico, motor de combustão interna), em energia de
trabalho hidráulico.
11
Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
A ação de bombeamento é a mesma para cada bomba. Todas as bombas
geram um volume crescente no lado da pressão.
A bomba utilizada é a de engrenagem que consiste basicamente de uma
carcaça com orifícios de entrada e de saída, e de um mecanismo de bombeamento
composto de duas engrenagens. Uma das engrenagens, a engrenagem motora, é
ligada a um eixo que é conectado a um elemento acionador principal. A outra
engrenagem é a engrenagem movida
Seu funcionamento acontece no lado da entrada onde os dentes das
engrenagens desengrenam, o fluido entra na bomba, sendo conduzido pelo espaço
existente entre os dentes e a carcaça, para o lado da saída onde os dentes das
engrenagens engrenam e forçam o fluido para fora do sistema.
Figura 2.4 - Representa as bombas hidráulicas
Atuadores
Os atuadores hidráulicos convertem a energia de trabalho em energia
mecânica. Eles constituem os pontos onde toda a atividade visível ocorre, e é uma
das principais coisas a serem consideradas no projeto da máquina.
Figura 2.5 - Atuador hidráulico
Cilindros hidráulicos transformam trabalho hidráulico em energia mecânica
linear, a qual é aplicada a um objeto resistivo para realizar trabalho. Um cilindro
consiste de uma camisa de cilindro, de um pistão móvel e de uma haste ligada ao
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
pistão. Os cabeçotes são presos ao cilindro por meio de roscas, prendedores,
tirantes ou solda.
No projeto foram usados os seguintes cilindros:
Cilindro de dupla ação - Um cilindro no qual a pressão do fluido é aplicada
ao elemento móvel em qualquer uma das direções.
Cilindro de dupla ação com amortecimento de fim de curso – Quando a
energia de trabalho hidráulica que está movendo um cilindro encontra um
obstáculo (como o final de curso do pistão), a inércia do liquido do sistema é
transformada em choque ou batida, denominada de choque hidráulico. Se uma
quantidade substancial de energia é estancada, o choque pode causar dano ao
cilindro.
Para proteger os cilindros contra choques excessivos, os mesmos podem
ser protegidos por amortecimentos. O amortecimento diminui o movimento do
cilindro antes que chegue ao fim do curso. Os amortecimentos podem ser
instalados em ambos os lados de um cilindro. Um amortecimento consiste de uma
válvula de agulha de fluxo e de um plugue ligado ao pistão. O plugue de
amortecimento pode estar no lado da haste (nesta posição ele é chamado de colar),
ou pode estar no lado traseiro (onde é chamado de batente de amortecimento).
Conforme o pistão do cilindro se aproxima do seu fim de curso, o batente
bloqueia a saída normal do liquido e obriga o fluido a passar pela válvula controle
de vazão. Nesta altura, algum fluxo escapa pela válvula de alivio de acordo com a
sua regulagem. O fluido restante adiante do pistão é expelido através da válvula.
A abertura da válvula de controle de vazão determina a taxa de
desaceleração. Na direção inversa, o fluxo passa pela linha de by-pass da válvula de
controle de vazão onde está a válvula de retenção ligada ao cilindro. Como regra
geral, os amortecimentos são em cilindros cuja velocidade da haste exceda a 600
cm/min.
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
Válvulas de Controle Direcional
As válvulas de controle direcional consistem de um corpo com passagens
internas que são conectadas e desconectadas por uma parte móvel. Nas válvulas
direcionais, e na maior parte das válvulas hidráulicas industriais, conforme já
vimos, a parte móvel é o carretel. As válvulas de carretel são os tipos mais comuns
de válvulas direcionais usados em hidráulica industrial. Figura 2.6.
Figura 2.6 - Válvulas de controle direcional.
As válvulas de controle direcional são representadas nos circuitos
hidráulicos através de símbolos gráficos. Para identificação da simbologia devemos
considerar:
Número de posições
Número de vias
Posição normal
Tipo de acionamento
Número de Posições
Devemos saber que uma válvula de controle direcional possui no mínimo
dois quadrados, ou seja, realiza no mínimo duas manobras. Figura 2.7a.
Número de Vias
O número de vias de uma válvula de controle direcional corresponde ao
número de conexões úteis que uma válvula pode possuir. Figura 2.7b.
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
02 posições 03 posições
02 vias
03 vias
04 vias
Figura 2.7 – a) posições; b) vias.
Nos quadrados representativos de posição (Figura 2.8) podemos encontrar
vias de passagem, vias de bloqueio ou a combinação de ambas.
Passagem
bloqueio
Ambas
Ambas
Figura 2.8 – Tipos de vias
Para fácil compreensão do número de vias de uma válvula de controle
direcional podemos também considerar que:
Figura 2.9 –Passagem e bloqueio
A válvula direcional em questão é a de 4/3 Vias. Ela tem a função de causar
o movimento de reversão de um cilindro ou de um motor hidráulico. Para
desempenhar esta função, o carretel dirige o fluxo de passagem da bomba para
uma passagem do atuador quando ele está em uma posição extrema. Ao mesmo
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de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
tempo, o carretel é posicionado para que a outra passagem do atuador seja
descarregada para o tanque.
Figura 2.10 - Válvula direcional
Um dos meios mais comuns de operação de uma válvula direcional é por
solenóide. Um solenóide é um dispositivo elétrico que consiste basicamente de um
induzido, uma carcaça “C” e uma bobina. A bobina é enrolada dentro da carcaça
“C”. O carretel fica livre para se movimentar dentro da bobina.
Figura 2.11 – Solenóide
Seu funcionamento ocorre quando uma corrente elétrica passa pela bobina,
gera-se um campo magnético. Este campo magnético atrai o induzido e o empurra
para dentro da bobina. Enquanto o induzido entra na bobina, ele fica em contato
com um pino acionador e desloca o carretel da válvula direcional para uma posição
extrema.
Figura 2.12 - Solenóide energizado
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
Válvula Redutora de Pressão
A válvula redutora de pressão é uma válvula de controle de pressão
normalmente aberta. Uma válvula redutora de pressão opera sentindo a pressão do
fluido depois de sua via através da válvula. A pressão nestas condições é igual à
pressão ajustada da válvula, e o carretel fica parcialmente fechado, restringindo o
fluxo. Esta restrição transforma todo o excesso de energia de pressão, adiante da
válvula, em calor. Se cair a pressão depois da válvula, o carretel se abrirá e
permitirá que a pressão aumente novamente.
A válvula de Retenção utilizada foi a duplamente pilotada duplamente
pilotada.
Essas
válvulas
de
retenção
são
aparentemente
pequenas
quando
comparadas a outros componentes hidráulicos, mas elas são componentes que
servem a funções muito variadas e importantes. Uma válvula de retenção consiste
basicamente do corpo da válvula, vias de entrada e saída e de um assento móvel
que é preso por uma mola de pressão. O assento móvel pode ser um disco ou uma
esfera, mas nos sistemas hidráulicos, na maioria das vezes, é uma esfera.
A fluido passa pela válvula somente em uma direção. Quando a pressão do
sistema na entrada da válvula é muito alta, o suficiente para vencer a mola que
segura o assento, este é deslocado para trás. O fluxo passa através da válvula. Isso
é conhecido como fluxo direcional livre da válvula de retenção. Esta válvula
caracteriza em sua construção, na montagem em conjunto, por duas válvulas de
retenção operadas por piloto em uma única carcaça, sendo que o pistão trabalha
entre duas retenções simples.
Figura 2.13 – Válvula redutora de pressão duplamente pilotada.
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
Válvulas Controladoras de Vazão
A função da válvula controladora de vazão é a de reduzir o fluxo da bomba
em uma linha do circuito. Ela desempenha a sua função por ser uma restrição
maior que a normal no sistema.
Figura 2.14 - válvulas controladoras de vazão
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
3. DESCRIÇÃO DA PRENSA MANUAL
A prensa manual é uma máquina que através da força de pressão pode dar
forma, cortar, separar, comprimir, esmagar as mais diferentes variedades de
materiais.
Segundo a sua força de energia motora podemos distingui-la como:
excêntrica, fricção, mecânica, hidráulica, hidráulica a quente, prensa rápida,
pneumática, a vapor etc.
A prensa em analise é designada Ribeiro, a energia motora é manual e
hidráulica, e, tem capacidade de 15 toneladas. Com está unidade pretende-se
desenvolver força estática. Dispõe-se de um curso útil do pistão de 125 mm, altura
total de 1380 mm, largura de 600 mm, largura entre colunas de 470 mm, distância
mínima de 60 mm.
Figura 3.1 - Prensa manual.
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
3.1.
Funcionamento da prensa manual
O funcionamento da prensa manual baseia-se nas seguintes operações:
1-Movimentação da mesa – primeiro, retira-se os pinos de ferro que
prendem a mesa da prensa, permitindo a regulagem da sua altura através de um
cabo de aço preso à manivela. Depois de regulada, introduz-se os pinos novamente
e trava-se a mesa na posição desejada.
Coloca-se o material a ser prensado entre a mesa e o cilindro. Através de
um acionamento manual na barra de acionamento, a haste do pistão do cilindro
descerá e o material será prensado.
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
3.2.
Componentes da prensa manual
Manômetro
Barra de acionamento
Manivela
Cilindro
Pistão
M
e
s
a
Pino de ferro
Figura 3.2 - Prensa manual
21
Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
4. FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE
A eletricidade tem sido um caminho usado pelo homem para lhe
proporcionar benefícios no dia-a-dia. Podemos notar que a sua transformação,
como uma forma de energia em outros tipos de energia, tem trazido grandes
vantagens. Entretanto, ela precisa ser muito bem conhecida para poder ser
usufruída em sua forma completa, sem oferecer perigo ao usuário.
A lei de ohm é provavelmente a mais importante no estudo da eletricidade,
isto porque ela relaciona diretamente tensão, corrente e resistência. Pode ser
aplicada em qualquer circuito CC (corrente continua) e até mesmo em AC (corrente
alternada).
A lei de ohm é assim expressa:
V  R I
(4-1)
Onde:
V: tensão em volt
R: resistência em ohm
I: corrente em ampare
O circuito elétrico será o ponto mais importante para a realização deste
projeto, ao ser integrado ao sistema hidráulico poderá ser acionado através de uma
solenóide, que comandará o acionamento do circuito.
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
4.1.
Seleção dos componentes e equipamentos do
sistema elétrico
1. Quatro botoeiras normalmente abertas (NA)
2. Fonte de tensão de 24 v
3. Quatro solenóides
4.2.
Descrição dos componentes e equipamentos do
sistema elétrico.
Botoeiras normalmente abertas
Elementos
de
comutação
destinados
a
permitir
a
energização
ou
desenergização entre um ou mais pontos de um circuito.
A botoeira utilizada para acionar o circuito foi o botão Flip-Flop, pois uma
vez acionado seu retorno à condição anterior somente se processará através de um
novo esforço.
Fonte de tensão
A fonte de tensão é o lugar onde tais dispositivos buscam essa energia que
proporciona seu funcionamento.
Dentre os diversos tipos de fontes de tensão iremos usar em nosso projeto a
continua (CC). Ela pode ser utilizada em processos químicos, como as baterias de
carro e pilhas, ou proveniente da retificação da tensão alternada, ou seja, conversão
da tensão alternada em contínua por meio de componentes eletrônicos, os diodos.
Solenóide
Um solenóide é um dispositivo elétrico que consiste basicamente de um
induzido, uma carcaça “C” e uma bobina. A bobina é enrolada dentro da carcaça
“C”. O carretel fica livre para se movimentar dentro da bobina.
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
5. SIMULAÇÃO DO CIRCUITO ELÉTRICO
Através de uma fonte de tensão de 24 v o circuito elétrico de comando
energiza as bobinas dos solenóides.
 Ao acionar b1 (botoeira) é energizada a bobina do solenóide (A1).
 Acionando b2 energiza-se a bobina do solenóide (A2).
 Apertando-se b3 energiza-se a bobina do solenóide (BC1).
 Apertando-se b4 energiza-se a bobina do solenóide (BC2).
Figura 5. 1 – Circuito elétrico.
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
6. SIMULAÇÃO DO SISTEMA ELETROHIDRÁULICO
A solução desenvolvida encontra-se representada na figura 6-2. Esta
solução é baseada num atuador (cilíndrico) principal (A) e num conjunto de dois
auxiliares (BC) que, do ponto de vista funcional, podem ser encarados como um
único.
O cilindro principal é responsável pela realização da força necessária do
corte ou deformação, enquanto que o conjunto dos cilindros auxiliares tem
capacidade para movimentar a mesa da prensa.
Ao acionar b1 energiza-se a bobina do solenóide (A1), o atuador (A) funciona
com a pressão e velocidade controlada. Este atuador pode ser neutralizado através
do b1,que ao ser desacionado a válvula direcional voltará à sua posição original. Ao
apertar b2 energiza-se a bobina do solenóide (A2),o atuador (A) voltará com
velocidade normal.
A movimentação da mesa depende dos atuadores auxiliares, que por sua
vez são dependentes de b3 que ao acionar a bobina do solenóide (BC1) os atuadores
(BC) avançam simultaneamente com velocidade controlada, ao ser desacionado o b3
os atuadores (BC) param em qualquer posição. Acionando-se b4 energiza-se a
bobina do solenóide (BC2), os atuadores retornam simultaneamente com velocidade
normal.
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
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Figura 6.1 - Circuito eletrohidráulico
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
7. ANÁLISE DOS RESULTADOS
Conforme mencionado na introdução o procedimento denominado consiste
na substituição de um sistema manual de uma prensa por um sistema
eletrohidráulico, cuja função envolve a utilização de uma tecnologia mais avançada
visando beneficiar os trabalhadores minimizando o seu esforço físico.
Para fazermos essa analise foi necessário um estudo do problema, pesando
nas melhores formas em que poderíamos obter soluções para realizar esse projeto.
Essas soluções foram baseadas principalmente em pesquisas feitas sobre os
componentes do sistema hidráulico, elétrico e nas simulações. Esses passos foram
importantes para chegarmos ao foco do projeto e assim conseguirmos realizar de
forma satisfatória a substituição do sistema manual em uma prensa por um
sistema eletrohidráulico.
As
simulações
têm
por
finalidade
a
representação
de
sistemas
característicos, de alto custo de construção e difícil observação. Deste modo, a
confirmação do sucesso de uma simulação, revela-se muito importante para a
execução de um projeto com uma margem de erro muito pequena.
Considerando a dificuldade para se estabelecer modelos modernizados de
sistemas eletrohidráulicos em condições muito próximas das reais, a utilização da
simulação nesse trabalho foi de fundamental importância, pois possibilitou a
confirmação de que a implementação da mudança proposta é viável.
A alteração na estrutura atual da prensa mudará o seu nível inferior que
deixará de ser básica para possibilitar ao utilizador uma maior eficiência,
produtividade e um menor desgaste físico.
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
de Estado Aplicadas a um Módulo Termoelétrico
8. CONCLUSÕES
Completadas as fases de desenvolvimento pôde se verificar que os objetivos
determinados para este trabalho foram alcançados na íntegra.
Através da inclusão de um sistema eletrohidráulico numa prensa com
sistema manual é possível aumentar a eficiência, produtividade, funcionalidade e
organização do trabalho em função do fim proposto e das condições do homem em
seu trabalho.
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Técnicas de Controle Linear Baseado em Modelo por Variáveis
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REFERÊNCIAS
[1]
STEWART, L. Harry. “Pneumática e Hidráulica”. 3°edição, Hemus
editora limitada.
[2]
Disponível em: _ E:\Mecânica (Básico) Princípio de Pascal e - física.
[3]
IFBA, Instituto Federal de Ciências e Tecnologia da Bahia.”Apostila de
Mht.
hidráulica”.Versão 1.0,2009.
[4]
Software de simulação FLUIDSIM – Festo Didatic.
29
Download