Automação de uma linha de enchimento

Pretende-se automatizar uma linha de enchimento de bidons de óleo. O óleo, proveniente do processo de refinação, chega através da conduta A ao reservatório R de pré-enchimento a uma temperatura de cerca de 100°C. A abertura ou fecho da conduta A é controlada através da electroválvula V1.

O enchimento dos bidons deve ser efectuado com o óleo a uma temperatura de 20 a 30°C. Para arrefecer o óleo, circula pela serpentina B um líquido a uma temperatura de 10°C. A abertura ou fecho deste circuito é controlado pela electroválvula V2. A temperatura do óleo é medida pelo sensor de temperatura T. Este sensor apresenta uma saída linear de 4 a 20 mA correspondendo à gama de temperaturas de 0 a 160°C.

O nível do óleo no reservatório deve ser mantido entre os níveis l1 (40%) e l2 (80%). O sensor L fornece uma saída de tensão proporcional ao nível de líquido no reservatório em que 0 V corresponde ao reservatório vazio e 10 V corresponde ao reservatório cheio.

Os bidons deslocam-se sobre um tapete rolante cujo movimento é controlado pelo motor M. A presença de um bidon sob a conduta de escoamento C é assinalada pelo detector de presença (com saída do tipo normalmente aberto) D. Cada bidon deve ser enchido com 200 l de óleo. O sensor de caudal F fornece uma saída pulsada em que cada pulso corresponde à passagem de 1 l de óleo. A abertura da conduta C é controlada pela electroválvula V3.

O motor M está ligado a um Variador Electrónico de Velocidade (VEV). O arranque de um bidon após estar cheio deve ser feito de forma gradual de forma a que só au fim de 10 segundos se atinja a velocidade máxima (o manual do VEV Omron SY3 está disponível no LAI).

A linha de enchimento dispõe de um botão para ligar e desligar MA (bi-estável) e de outro para paragem de emergência STOP (pressão). Se estiver a decorrer o enchimento de algum bidon quando o sistema for desligado (MA = OFF) o sistema só deve parar quando o bidon acabar de encher e sair da tela.

Fig. 1- Representação da linha de enchimento de bidons.

Preparação do trabalho:

• Faça um estudo sobre a instalação e modo de funcionamento do material a utilizar.

• Estude o principio de funcionamento dos diversos sensores e actuadores a utilizar no trabalho.

• Estude o manual do autómato programável Omron CPM1 e pratique a sua programação utilizando o ambiente SysWin.

• Implemente os diagramas Grafcet de nível 1 e 2 para o automatismo descrito.

• Escreva as tabelas de correspondência entre as variáveis do processo e as entradas e saídas do autómato.

• Desenhe um esquema completo com as ligações do automatismo a implementar.

Aula:

• Programe em linguagem Ladder o automatismo descrito.

• Efectue a sua montagem utilizando o material disponível.

• Transfira o programa para o autómato e teste o seu funcionamento.

Relatório:

Escreva um relatório sobre o trabalho efectuado. Não se esqueça de contemplar os seguintes aspectos:

1. Diagramas GRAFCET de nível 1 e nível 2;

2. uma tabela com a afectação das entradas e saídas do autómato;

3. funcionamento do material utilizado, nomeadamente o variador electronico de velocidade;

4. aspectos de implementação e principais conclusões.

Bibliografia:

1. Omron, "Manual de Programação dos Autómatos Programáveis CQM1/CPM1", 1997.

2. Omron, "A Beginner's Guide to PLC".

3. Ramon Pallas-Areny, John G. Webster, "Sensors and Signal Conditioning", John Wiley, 1991.