Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Dispositivos de ComandoPrincpios de automao de sistemas eltricos
Giovanni Manassero Junior
Depto. de Engenharia de Energia e Automao EltricasEscola Politcnica da USP
31 de maro de 2014
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Consideraes iniciais
Automao de sistemasIntroduo
A automao consiste no uso de sistemas e de tecnologias deinformao para reduzir a utilizao de mo de obra na produo debens e servios;
No escopo da industrializao, a automao um passo avante mecanizao;
A mecanizao consiste na substituio da mo de obra humana e/ouanimal pelo uso de dispositivos mecnicos.
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Mecanizao vs. Automao
Automao de sistemasMecanizao x Automao
A tabela a seguir apresenta uma comparao simples entre o conceitode mecanizao e o conceito de automao;
Vale ressaltar que nos processos automatizados, h sempre umoperador que supervisiona o sistema de automao.
Ao Mecanizao Automao
Operao O operador acompanha O sistema realiza e controlae realiza parte do processo o processo
Escopo No h repasse das atividades Parte das atividades intelectuaisintelectuais para o sistema repassada ao sistema
Qualidade de responsabilidade O sistema calcula a atividadedo operador corretiva mais apropriada
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Automao de sistemas
Automao de sistemasRudimentos de automao
Atualmente, a fonte primria de energia da grande maioria dossistemas produtivos industriais utiliza a energia eltrica;
A figura ilustra rudimentos de um sistema de automao, de formagenrica.
Fonte deEnergia
Comandoda carga
Carga
Sinalizao
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Automao de sistemas
Rudimentos de automaoAcionamento e sinalizao
Fonte deEnergia
Comandoda carga
Carga
Sinalizao
+Lmpada
Icarga IlampIcarga + I lamp
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Automao de sistemas
Acionamento e sinalizao possvel efetuar o acionamento distncia?
Uma das fomas que poderia ser empregada para o acionamento adistncia est ilustrada na figura;
No entanto, essa forma possui desvantagens (longos circuitos paraacionamento, confiabiliade, manuteno, etc.).
+ Icarga
LmpadaIlamp
Icarga + I lamp
Icarga + I lamp
Fonte deEnergia
CargaComando
e sinalizao
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Automao de sistemas
Acionamento distnciaChaves comandadas distncia?
Uma das fomas de solucionar as desvantagens da abordagem anterior, dotar as chaves de acionamento distncia
+ IcargaIcarga + I lamp+ Icarga
LmpadaIlamp
Icarga + I lamp
Fonte deEnergia
Carga
Comandoe sinalizao
?
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Aspectos construtivos
Contator (Chave magntica)Aspectos construtivos
Contato N.F.
Contato N.A.
Parte mvel
Mola
Contato de alimentaoda bobina
Base fixa
Bobina
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Diagrama e princpio de funcionamento
Chave magnticaPrincpio de funcionamento
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Circuitos eltricos
Circuitos eltricosTipos de circuitos
Quando a automao efetuada por meio de contatores, usualmentedividem-se os circuitos eltricos em:
Fontes: responsveis pela alimentao da carga e, normalmente,so monofsicas ou trifsicas;
Cargas: dispositivos eltricos utilizados nas instalaes e,normalmente, so monofsicas ou trifsicas;
Comando: responsveis pela alimentao das cargas, a partirdas fontes existentes;
Sinalizao: dispositivos que indicam o estado de operao dascargas e, normalmente so lmpadas de sinalizao, alarmes,etc.
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Circuitos eltricos
Circuitos eltricosTipos de circuitos
Os elementos de comando e sinalizao normalmente consomempotncia bastante reduzida, quando comparados com as cargas;
Ao Sistema Potncia
Fonte monofsica e/ou elevadatrifsica
Comando monofsico baixa
Sinalizao monofsico baixa
Os contatos que conectam a fonte carga so denominados contatosprincipais, os demais so denominados contatos auxiliares.
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Acionamento de cargas
Chave magnticaAcionamento de cargas
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Normatizao
Diagramas esquemticosNormatizao
As normas empregadas para a representao dos elementos deautomao so:
IEC 60617:2001 - Graphical Symbols for Diagrams (InternationalElectrotechnical Commission);
IEEE Std 315-1975 (Reaffirmed 1993) - Standard ReferenceDesignations for Electrical and Electronics Parts and Equipments;
ABNT 12523:1992 - Smbolos grficos de equipamentos demanobra e controle e de dispositivos de proteo (Cancelada em08/11/2012 e provavelmente substituda pela IEC60617).
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Normatizao
Diagramas esquemticosIEC60617:2001 - Graphical Symbols for Diagrams
Bobina Temporizador
Contatos
N.A. N.F.
Ao desligara bobina
Ao ligara bobina
Rel Trmico
N.A.
N.F.
Botes
N.A.
N.F.
De pressionar,com retornoautomtico
Lmpada Boto
Manual
Fusvel
Ao desligara bobina
Ao ligar e
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Normatizao
Diagramas esquemticosExemplo de aplicao
Fase AFase BFase C
P1 P2 P3 A1 A2 Boto "Liga"
Boto "Desliga"
C1
Neutro
C1 C1 C1 C1 C1_____
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Normatizao
Separao entre circuitosPotncia, comando e sinalizao
Fase AFase BFase C
P1 P2 P3C1 C1 C1___
Fonte de Energia
Carga
A2 Boto "Liga"
Boto "Desliga"
C1
Neutro
C1_
FaseComando da carga
SinalizaoNeutro
A1C1_
Fase
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Proteo trmica
Dispositivo de proteo trmicaAspectos construtivos
O dispositivo de proteo trmica um elemento, que conectado emsrie com os contatos principais do contator;
Alm disso, esse elemento possui um contato normalmente fechado,que conectado em srie com a bobina do contator;
Quando o dispositivo de proteo trmica percebe a presena desobrecorrente, seu contato srie abre, desenergizando a bobina docontator;
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Proteo trmica
Dispositivo de proteo trmicaAspectos construtivos
O dispositivo convencional determina a presena de sobrecorrente pormeio de pares bimetlicos que se aquecem quando da passagem decorrente acima da nominal;
Normalmente no possvel religar esse dispositivo instantaneamente,nem remotamente.
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Proteo trmica
Funcionamento do rel trmico (Fonte: Revista "O Setor Eltrico",Edio 45, Out/2009)
Boto de rearme
Boto de teste
L1T1 L2T2 L3T3
98 97 95
96
95, 96: contatos NF97, 98: contatos NA
Lminas bimetlicas principais
Lmina bimetlica de compensao
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Porto de garagem
Exemplo de aplicaoPorto de garagem
Deve-se comandar um motor para abertura e fechamento de um portode garagem, a partir de quatro pontos distintos e considerando aseguinte lgica de funcionamento;
Quando o porto estiver fechado e houver um acionamento para a suaabertura, ele deve abrir totalmente e o motor deve desligar quando issoocorrer;
Da mesma forma, quando o porto estiver aberto e houver umacionamento para o seu fechamento, ele deve fechar totalmente e omotor deve desligar quando isso ocorrer;
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Porto de garagem
Exemplo de aplicaoPorto de garagem
Quando a porta estiver abrindo, deve acender uma luz amarela nospontos de comando;
Quando a porta estiver fechando deve acender uma luz verde nospontos de comando;
Caso haja atuao do elemento trmico e o motor desligar, deveacender uma luz vermelha nos pontos de comando.
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Porto de garagem
Exemplo de aplicaoPorto de garagem
Motor
Porto
Fins de curso
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Porto de garagem
Porto de garagemCircuito de fora
Fase AFase BFase C
P1 P2 P3C1 C1 C1___
Fonte de Energia
P1 P2 P3C2 C2 C2___
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Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao
Porto de garagem
Porto de garagemCircuitos de sinalizao e comando
A2
A1 Boto "Abre"
Boto "Desliga"
C1Neutro
C1_
Fase
Neutro
A3C1_
Fase
Fim de curso"Aberto"
C2_ A2
A1 Boto "Fecha"
C2
C2_
Fim de curso"Fechado"
C1_
A1T_
Verde
A3C2_
Amarelo
A2T_
Vermelho
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IntroduoConsideraes iniciaisMecanizao vs. AutomaoAutomao de sistemas
ContatoresAspectos construtivosDiagrama e princpio de funcionamento
Diagramas eltricosCircuitos eltricosAcionamento de cargasNormatizaoProteo trmica
Exemplo de aplicaoPorto de garagem
0.0: 0.1: 0.2: 0.3: 0.4: 0.5: 0.6: 0.7: 0.8: 0.9: 0.10: 0.11: 0.12: 0.13: 0.14: 0.15: 0.16: 0.17: anm0: 0.EndLeft: 0.StepLeft: 0.PauseLeft: 0.PlayLeft: 0.PlayPauseLeft: 0.PauseRight: 0.PlayRight: 0.PlayPauseRight: 0.StepRight: 0.EndRight: 0.Minus: 0.Reset: 0.Plus: 1.0: 1.1: 1.2: 1.3: 1.4: 1.5: 1.6: 1.7: 1.8: 1.9: 1.10: 1.11: 1.12: 1.13: 1.14: 1.15: 1.16: 1.17: anm1: 1.EndLeft: 1.StepLeft: 1.PauseLeft: 1.PlayLeft: 1.PlayPauseLeft: 1.PauseRight: 1.PlayRight: 1.PlayPauseRight: 1.StepRight: 1.EndRight: 1.Minus: 1.Reset: 1.Plus:
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