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Aluno (a): Diego de Lima Cargnelutti Data: 2 5 / 04 / 2020.
Projeto Prático em Eletrotécnica II - ELE
Atividade Prática e de Pesquisa^ NOTA:
Neste Projeto Prático o aluno assimilará um outro Escopo de serviços executados por profis- sionais de Eletrotécnica no mercado, especificamente, a Automação Residencial. O Projeto será dividido em quatro partes, deve ser produzido individualmente e postados nas áreas indicadas nos módulos de tópico similar à descrição da fase do trabalho. Em uma breve introdução, a Automação Residencial é muito comum, encontrada em várias residências brasileiras, porém, com o uso de diversos sistemas independentes de automação, to- talmente controlados por seus proprietários, geram confusões e esquecimentos quanto a seus acionamentos, e podem com isto acarretar possíveis desperdícios. Em muitos destes lares, o con- forto, bem como a segurança da residência e de seus moradores, também é deixado em segundo plano. A proposta deste projeto deverá ser o de oferecer uma solução a alguns dos problemas aqui apresentados, com um método bastante estudado no curso, a automação com a utilização de um Controlador Lógico Programável (CLP), programado em linguagem Ladder. Nota: mais adiante será introduzido o software necessário para a elaboração do Projeto. Para a elaboração deste Trabalho, o aluno deverá automatizar 4 processos na Residência es- tudada no Projeto Prático I, aproveitando os projetos já elaborados, sendo, dentre eles, um de caráter obrigatório (Iluminação) e 3 opcionais, a critério do aluno. Algumas sugestões: Sistemas de Iluminação (obrigatório); Alarmes (segurança patrimonial e/ou incêndio); Controle de Eletro-eletrônicos; Climatização de Ambientes; Acionamento de Portão Eletrônico; Irrigação de Jardins; Abertura de Persianas;
Sistema de Reaproveitamento d’água (automação de cisternas); Outros; O Projeto, como já mencionado, será dividido em 4 postagens distintas, sendo elas: Embasamento Teórico; Projeto Arquitetônico de Automação Residencial; Programação em Linguagem Ladder; Esquemas (explicações sobre as automações desenvolvidas).
Explicações adicionais estarão nas próprias aulas, de acordo com a demanda de cada uma das etapas, conforme pode-se aferir abaixo.
CERTIFICAÇÃO TÉCNICA
TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA
PROJETO PRÁTICO EM ELETROTÉCNICA II
EMBASAMENTO TEÓRICO
DIEGO DE LIMA CARGNELUTTI
Trabalho com Embasamento Teórico, apresentado ao Professor Wendel Medeiros de Araújo da Disci- plina Projeto Prático em Eletrotécnica II.
Júlio de Castilhos, Rio Grande do Sul/ Brasil 2020
INTRODUÇÃO:
CLP (Controlador Lógico Programável)
Para uma planta industrial ser controlada, seja ela mais simples ou mais complexa, ne- cessitamos de um sistema de controle, que quanto mais complexo mais se exige deste con- trole. Com base nesta assertiva podemos afirmar que a automação é uma das mais inovado- ras conquistas do ser humano, que em busca de sua sobrevivência, foi descobrindo outras formas de energia disponíveis no planeta terra, utilizou-as então em seu benefício, e assim foi atendendo as suas necessidades. Desse modo, com o desenvolvimento e avanço da automação, o ser humano libertou -se do controle de tarefas repetitivas, passando a planejar e a gerenciar atividades mais complexas, proporcionais à capacidade cognitiva do cérebro humano. Nesse ce- nário, os controladores lógicos programáveis constituírem-se como ferramentas de funda- mental importância na automação de processos industriais, sendo muito utilizados no con- trole de processos. Não podemos esquecer que os sistemas de controle estão presentes em praticamente todas as atividades industriais, comerciais e de serviços, sendo a base da automação de processos industriais. Destaco ainda que os processos industriais são formados por equipamentos mecânicos, elétricos, eletrônicos, hidráulicos ou pneumáticos que, através de consecutivas opera- ções utilizando matéria-prima e energia, resultará no produto final e resíduos. À vista disso, os controladores programáveis são amplamente empregados no controle lógico de processos, controlando as variáveis de entrada e, através de um programa, definindo ações de controle e operações do processo. Historicamente o primeiro CLP surgiu na indústria automobilística, até então um usuário em potencial dos relés eletromagnéticos utilizados para controlar operações sequenciadas e repetitivas numa linha de montagem. Este equipamento foi batizado nos Estados Unidos como PLC (Programable Logic Control), em português CLP (Controlador Lógico Programá- vel) e este termo foi registrado pela Allen Bradley (fabricante de CLPs). A definição do CLP segundo a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas): “É um equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com aplicações in- dustriais.” E a definição segundo a Nema (National Electrical Manufacturers Association): “Apare- lho eletrônico digital que utiliza uma memória programável para o armazenamento interno de instruções para implementações específicas, tais como lógica, sequenciamento, temporiza-
DEFINIÇÕES:
Entradas: São os sensores analógicos ou digitais. Que são os responsáveis por ali- mentar o controle com as informações externas; Os sensores digitais captam e enviam aos controladores variáveis discretas, como li- gado/desligado ou alto/baixo, enquanto os analógicos captam e enviam aos controla- dores variáveis com uma faixa contínua, como pressão, temperatura, vazão ou nível; Controlador: Recebe informações do estado real da planta através de uma rede de sensores ligados a ele, então ele compara com um algoritmo de controle, previamente embutido no controlador, que atualiza suas saídas; Saídas: São os atuadores, dispositivos com finalidade de provocar uma ação. Os atuadores mais comuns são as válvulas e os motores. Devido a redução do custo dos CLP’s associado à diversidade de fabricantes, modelos e funções programáveis, tornara-os aplicáveis na automação industrial, comercial e resi- dencial, controlando processos de micro a grande porte, desde o controle do sistema de alarme de uma residência até o controle do processo de soldagem robotizado nas li- nhas de produção de automóveis. Sem sombra de dúvidas os Controladores Lógicos Programáveis vieram para ficar, suas vantagens em relação a outros controladores no ambiente industrial são incomparáveis, e as razões para este sucesso são inúmeras, segue abaixo algumas destas vantagens: São robustos, construído para operar no chão de fábrica, área extremamente susceptível a interferências, local onde micros controladores não são muitos bem quistos; Linguagem de programação gráfica, de alto nível, de fácil compreensão princi- palmente por conhecedores de esquemas elétricos; Reduz significativamente a fiação utilizada na instalação elétrica, barateando o custo da instalação; Modificações rápidas minimizam a possibilidade de erros, pois se muda a lógica, sem mudar a instalação o que é muito útil devido à flexibilidade da indústria mo- derna; Possui uma infinidade de blocos prontos para o uso, evitando que o programador tenha de desenvolver algoritmos para funções como: temporizar, contar, calcular entre outros; Fácil comunicação permite, através de interfaces de operação que controladores e computadores troquem informações.
DISPOSITIVOS UTILIZADOS PELO CLP
SENSORES: são dispositivos destinados a detectar grandezas físicas no ambiente em que são instalados. A grande maioria dos sensores encontrados em todo o mer- cado necessita de uma fonte de alimentação que lhes forneça energia elétrica. Detec- tando grandezas como níveis, velocidade, temperatura e presença de pessoas e obje- tos, esses dispositivos convertem as informações obtidas do ambiente em sinais elé- tricos que são entregues ao CLP através de transmissores. CHAVE FIM DE CURSO: são dispositivos eletromecânicos computadores de circui- tos. Normalmente esses dispositivos possuem uma haste para a detecção de proxi- midade ou movimento e três bornes de contato, sendo os contatos comuns, NA (Nor- malmente Aberto) e NF (Normalmente Fechado). SENSOR ÓPTICO: são dispositivos geralmente utilizados para detectar objetos cons- tituídos de qualquer tipo de material capaz de bloquear um feixe de luz. São eficazes para detectar objetos a curta, média e longa distância. Esses dispositivos são consti- tuídos de um emissor e um receptor de um feixe de luz específico, para que seja dife- renciado da luz do dia.
CONCLUSÃO:
A automação residencial tem se tornado o desejo de residentes em grande parte do mundo. Com soluções ótimas, e além disso apresentam baixo custo de imple- mentação, redução no consumo de energia elétrica e, simultaneamente, oferecem mais conforto e segurança aos seus usuários. A automação residencial tem se torna- do cada vez mais um mercado de tecnologia de ponta inovadora capaz de alcançar excelentes níveis de resultados a cada projeto desenvolvido e realizado. Para que a realização de um sistema de automação residencial seja idealizada com sucesso, é imprescindível que haja planejamento prévio de infraestrutura da residência e dos materiais e dispositivos disponíveis no mercado, que melhor se adequarão ao projeto da residência inteligente. A partir do conhecimento do funcionamento dos dispositivos a serem utilizados e da descrição funcional dos processos a serem automatizados, será possível reali- zar as etapas de programação do controlador principal, bem como do software Cli02 com o esquema Ladder, referente aos processos por mim escolhidos de liga- ção de um futuro ar condicionado, iluminação em paralelo e iluminação simples de
