PDF das Aulas 4
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Automação Industrial AULA 04: Sensores e atuadores OBJETIVO: Apresentar os sensores e atuadores mais utilizados nos projetos de automação.. Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial A pirâmide de automação Nível 5: Nível 4: Gerenciamento de “planta” Nível 3: Supervisão Nível 2: Nível 1: Gerenciamento corporativo Sensores digitais e analógicos Atuadores (válvulas, cilindros, inversores de frenquência, servo motores ) Controle Dispositivos de campo, sensores e atuadores Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: chaves fim de curso Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: chaves fim de curso Sensores são dispositivos construídos para detectar a presença ou passagem de materiais metálicos ou não metálicos, por proximidade ou aproximação, sem con-tato físico. Sensor Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: chaves fim de curso Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: saída pnp e npn Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: indutivo Prof. Eduardo Bento Pereira Um sensor de proximidade indutivo é composto de um circuito oscilador LC, um avaliador de sinais, e um amplificador chaveado. A bobina deste circuito oscilador gera um campo alternado eletromagnético de alta freqüência. Este campo é emitido pela face detectora do sensor. Quando um objeto metálico se aproxima da parte sensora, são geradas correntes parasitas (correntes de Foucault). As perdas resultantes retiram energia do circuito oscilador e reduzem as oscilações. O avaliador de sinais, depois do circuito oscilador LC, converte estas informações em um sinal limpo. Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: indutivo Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: indutivo Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores indutivos: aplicação Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: capacitivo Baseia-se na geração de um campo elétrico, desenvolvido por um oscilador controlado por capacitor. O lado sensível de um sensor capacitivo é formado por dois eletrodos metálicos dispostos concentricamente conectadas em uma ramificação de alimentação de um oscilador de alta freqüência sintonizado de tal maneira que não oscilem quando a superfície está livre. Quando um objeto se aproxima da face ativa do sensor, ele entra no campo elétrico sob a superfície do eletrodo e causa uma mudança na capacitância do conjunto, ocorrendo uma oscilação com uma amplitude tal que seja detectada por um circuito e convertida em um comando de chaveamento. Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: capacitivo Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores capacitivos: aplicação papel Detecção de fim de papel em uma gráfica. sensor Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: ótico por difusão O transmissor e o receptor são montados na mesma unidade. O acionamento da saída ocorre quando o objeto a ser detectado entra na região de sensibilidade e reflete para o receptor o feixe de luz emitido pelo transmissor. Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: ótico por difusão Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: ótico retroreflexivo O transmissor e o receptor são montados em uma única unidade. O feixe de luz chega ao receptor após a incidência em um espelho e o acionamento da saída ocorre quando o objeto interrompe o feixe. Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: ótico retroreflexivo Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: unidirecionais ou barreira O transmissor e o receptor são montados separadamente. O feixe de luz chega ao receptor diretamente e o acionamento da saída ocorre quando o objeto interrompe o feixe. Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: unidirecionais ou barreira Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores discretos: magnético Os sensores de proximidade magnéticos são caracterizados pela possibilidade de grandes distâncias de chaveamento, disponíveis com sensores de pequenas dimensões . Eles detectam objetos magnéticos (normalmente ímãs permanentes) que são usados para disparar o processo de chaveamento. Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores magnéticos: aplicações Detecção de objetos através de recipientes ou tubos de plástico. Detecção de objetos em meios agressivos através de paredes de proteção de Teflon . Detecção de objetos em áreas de altas temperaturas. Reconhecimento de códigos com a utilização de ímãs. Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial ATIVIDADE 2 Dispositivo Levantar 4 tipos de sensores discretos utilizados na automação industrial que não foram apresentados na listagem da aula de hoje. Preencher a tabela abaixo com os mesmos. Fabricante Nome: Prof. Eduardo Bento Pereira Aplicação Site Matrícula: Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores analógicos Sensores analógicos são utilizados na medição de grandezas físicas. • Temperatura; • Pressão; • Vazão; • Nível; • Velocidade; • Opacidade; • calorias; • concentração de gases; • etc. Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores analógicos: transdutor Célula de carga Termoresistência Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Variáveis analógicas Variável medida = PV Valor desejado = SP Erro = PV - SP Saída do controlador = f(Erro,z) Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Sensores analógicos na malha de controle MV SP Elemento Final Controle Planta PV Transmissor Prof. Eduardo Bento Pereira Elemento Primário Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Referências de sites nacionais: www.sense.com.br www.sick.com.br www.metaltex.com.br www.siemens.com.br www.smar.com.br www.schneider.com.br www.yokogawa.com.br www.emersonprocess.com.br www.rockwellautomation.com.br www.weg.com.br www.novus.com.br www.elipse.com.br www.softbrasil.com.br www.ecil.com.br www.consistec.com.br www.iope.com.br www.altus.com.br http://www.contemp.com.br/ Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 Automação Industrial Leitura para próxima aula: Sensores e atuadores Obrigado! “Tudo posso naquEle que me fortalece” Fl 4, 13 Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012
