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Projetos de circuitos eletropneumáticos e eletro-hidráulicos
Prof. Raphael de Souza dos Santos
Descrição
Conceitos essenciais para automatização elementos de entrada,
processamento e saída dos sinais, assim como integração e
processamento, com os elementos de saída nos sistemas pneumáticos
e hidráulicos.
Propósito
A automatização de sistemas eletropneumáticos e eletro-hidráulicos é
fundamental tanto para os processos industriais quanto para a
otimização e o aprimoramento dos recursos e da mão de obra envolvida
nos processos produtivos. Vamos apresentar os principais elementos
de entrada e os dispositivos de entrada e saída do processamento de
sinais necessários para se permitir que os sistemas promovam
alterações nos processos físicos para os quais foram especificados.
Objetivos
Módulo 1
Principais elementos de entrada
Nomear os principais elementos de entrada de sinais para sistemas
eletropneumáticos e eletro-hidráulicos.
Módulo 2
Componentes de processamentos de sinais
Identificar os principais elementos aplicados ao processamento de
sinais para sistemas eletropneumáticos e eletro-hidráulicos.
Módulo 3
Principais elementos de saída
Nomear os principais elementos de saída de sinais para sistemas
eletropneumáticos e eletro-hidráulicos.
Módulo 4
Processo de automatização
Reconhecer o processo de automatização de sistemas
eletropneumáticos e eletro-hidráulicos.
Introdução
Veja, no vídeo sobre a automatização de sistemas
eletropneumáticos e sistemas eletro-hidráulicos, como esses
sistemas são fundamentais para os processos industriais e para
otimização e aprimoramento dos recursos e da mão de obra
envolvida nos processos produtivos.

1 - Principais elementos de entrada
Ao �nal deste módulo, você será capaz de nomear os principais elementos de entrada de
sinais para sistemas eletropneumáticos e eletro-hidráulicos.
Os componentes de entradas de
sinais de um sistema
eletropneumático e eletro-hidráulico
Veja os principais conceitos e aspectos que devem ser observados
sobre os elementos de entrada.

Elementos de entrada: botoeiras
Os elementos de entrada são aqueles responsáveis por emitir as
informações do processo físico para os circuitos, como os elétricos,
pneumáticos ou hidráulicos, funcionando, assim, como entrada ou
estímulos externos.
Esses elementos podem fornecer sinais musculares, elétricos,
eletrônicos, pneumáticos, hidráulicos ou uma combinação deles, sendo
destinados principalmente para ações de energização ou
desenergização de um circuito ou parte dele.
As botoeiras ou botões são chaves elétricas ou mecânicas acionadas
manualmente que apresentam geralmente um contato aberto e/ou outro
fechado.
Quando o sinal a ser enviado é do tipo elétrico, os botões possuem
contatos metálicos normalmente abertos e/ou fechados, como pode ser
visto ao lado.
É possível observar que os sinais elétricos são conectados a 1 ou 2
terminais do botão (entradas) e direcionados para o circuito através dos
terminais de saída.
Exemplo de diversos tipos de botões.
Dessa maneira, dependendo do sinal a ser enviado para o circuito, o
botão pode ser de três tipos:

Pulsador

Trava

Cogumelo
Veja a seguir mais detalhes sobre cada um desses botões.
Pulsador
Os botões pulsadores ou pulsantes podem ter natureza elétrica ou
mecânica. Os de natureza elétrica apresentam 1 ou 2 pares de contato,
podendo cada um desses contatos ser normalmente aberto ou fechado,
veja:
Exemplo de diversos tipos de botões.
Já o símbolo representativo dos botões pulsantes elétricos pode ser
visto abaixo:
Simbologia dos botões pulsantes elétricos: (A) normalmente abertos; (B) normalmente fechados.
Os botões do tipo pneumáticos são, na verdade, válvulas direcionais
com 2 vias e 3 posições. Dessa maneira, uma posição é fechada,
bloqueando a passagem do ar, enquanto a outra via é aberta, permitindo
a sua passagem.
O acionamento é do tipo muscular, caracterizando seu comportamento
como botoeira. Observe na imagem:
Imagem e simbologia de um botão pneumático.
O que caracteriza os botões do tipo pulsante é a inversão da posição de
seus contatos (os contatos abertos se fecham, e os fechados se abrem)
quando:
O acionamento muscular é feito.
Os botões, por ação de uma mola interna, voltam à posição inicial
quando o acionamento cessa.
Exemplo de aplicação de um botão pulsante elétrico: (A) não acionado; (B) acionado.
Em alguns casos, os botões pulsantes elétricos apresentam os dois
tipos de contatos (abertos e fechados), sendo ambos acionados por um
botão do tipo pulsante e reposicionados por uma mola.
É possível observar na imagem que, enquanto o botão estiver
pressionado, a carga estará ligada (em amarelo).
Porém, quando o botão deixar de ser acionado, o circuito retornará ao
seu estado inicial.
Trava
As botoeiras, sejam elas mecânicas ou elétricas, também podem ser
equipadas com travas mecânicas.
Ao contrário dos botões pulsantes, as travas permanecem
acionadas mesmo após encerrado o acionamento.
No caso dos botões do tipo trava, o acionamento é feito por intermédio
de um botão giratório que mantém os contatos acionados na última
posição para o qual eles foram acionados. Observe na imagem:
Imagem e simbologia de um botão pneumático giratório com trava.
Nesse caso, para que os contatos retornem à posição inicial, será
necessário que o botão seja acionado novamente no sentido contrário
àquele utilizado para o acionamento.
Veja exemplos de aplicação de botões dos tipos elétrico e pneumático
tecla com trava nas imagens abaixo:
Exemplo de aplicação de um botão elétrico com trava.
Imagem e simbologia de um botão pneumático do tipo tecla com trava.
Veja a seguir a representação de um botão giratório com trava e de
outro do tipo tecla com trava:
Imagem de botões elétricos do tipo: (A) giratório; (B) tecla.
Confira agora um exemplo de aplicação de um botão do tipo giratório:
Exemplo de aplicação de um botão elétrico do tipo giratório.
Cogumelo
Um tipo de comando extensamente utilizado no meio industrial,
especificamente em situações de emergências e ações de paradas
(específicas para desligar circuitos) em momentos críticos, é o botão do
tipo cogumelo.
Veja os exemplos a seguir em sistemas pneumáticos e sistemas
elétricos:
Imagem e simbologia de um botão pneumático cogumelo com trava.
Sistemas pneumáticos
Botão do tipo cogumelo aplicável em sistemas pneumáticos.
Imagem de botão elétrico do tipo cogumelo.
Sistemas elétricos
De funcionamento similar, aqui temos um botão cogumelo
aplicado a sistemas elétricos.
Chaves de Fim de curso
Ilustração de uma chave de fim de curso.
As chaves de fim de curso são similares às botoeiras, mas são
acionadas exclusivamente por comandos mecânicos. Dessa maneira,
essas chaves fazem a comutação dos contatos (os abertos se fecham,
e os fechados se abrem) por uma ação mecânica.
Uma das aplicações mais comuns para as chaves de fim de curso é
detectar as posições dos cabeçotes de máquinas e das válvulas, entre
outros, como as posições das hastes de cilindros pneumáticos e
hidráulicos. A imagem ao lado mostra um diagrama esquemático de
uma chave de fim de curso.
A ilustração e o símbolo representativo de uma chave de fim de curso
elétrica podem ser conferidos a seguir:
Ilustração e símbolo de uma chave de fim de curso.
Rolete
O acionamento de uma chave de fim de curso pode ser realizado de
diferentes maneiras, podendo ser o acionamento do tipo:
Pino
Rolete mecânico
Alavanca
Haste
Cruzeta
Gatilho
Observe uma chave de fim de curso do tipo rolete:
Ilustração e símbolo de uma chave de fim de curso do tipo rolete pneumática.
As chaves de fim de curso elétricas têm um princípio de funcionamento
idêntico ao das chaves de fim de curso pneumáticas; entretanto, elas
possuem contatos normalmente abertos e fechados (similar aos
contatos elétricos ilustrados na imagem acima). Em ambas, o
acionamento é realizado pelo contato entre o rolete mecânico e a
superfície cuja posiçãose deseja detectar, fazendo com que os
contatos comutem durante a interação mecânica.
Enquanto o rolete não é acionado, os contatos permanecem em suas
posições iniciais. Contudo, quando o contato é finalmente realizado,
ocorre a comutação entre os contatos.
Dica
As chaves de fim de curso do tipo rolete podem ser mecanicamente
acionadas em qualquer direção.
Gatilho
As chaves de fim de curso do tipo gatilho têm um acionamento similar
ao das chaves do tipo rolete. No entanto, por conta de sua articulação
mecânica, eles apresentam uma limitação mecânica em seu
acionamento, só podendo ser acionadas em uma direção, veja:
Ilustração e símbolo de uma chave de fim de curso do tipo gatilho pneumática.
Esses roletes também são chamados de escamoteáveis.
Sensores
Os sensores também constituem elementos de entrada capazes de
transmitir sinais elétricos para os equipamentos eletroeletrônicos, por
exemplo, controladores ou relés programáveis. Entretanto,
diferentemente das chaves de fim de curso, nem todos os sensores
dependem do contato físico com as superfícies que se deseja detectar,
funcionando com proximidade ou alguma outra grandeza física.
Exemplo
Campo magnético, campo elétrico, corrente elétrica, umidade e
temperatura.
Proximidade
Os sensores de proximidade apresentam diferentes princípios de
funcionamento, podendo ser indutivos, capacitivos ou ópticos, entre
outras opções. Em comum, esses sensores possuem:
Terminais de alimentação (positivo e
negativo)
Terminal que transmite um sinal
O sinal transmitido pode ser do tipo digital (nível lógico alto ou lógico
baixo) ou analógico, cuja intensidade é capaz de variar com a posição
do objeto que se deseja detectar.
Sensor capacitivo
O sensor capacitivo funciona como um capacitor de placas paralelas
(com o campo elétrico formado pelas cargas elétricas localizadas em
sua superfície). Esses sensores são capazes de detectar a presença de
qualquer material por meio de uma variação no campo elétrico.
A seguir temos uma imagem e a simbologia do sensor capacitivo:
Detectar a presença
A distância varia de acordo com o modelo do sensor.
Ilustração e símbolo de um sensor capacitivo.
Cabe destacar que esse sensor apresenta dois terminais de saída: um
normalmente aberto (NPN) e outro, em geral, fechado (PNP).
Sensor indutivo
O sensor do tipo indutivo tem como princípio de funcionamento a
produção de um campo magnético.
Esse sensor possui um núcleo, um oscilador e uma bobina
que produzem um campo magnético.
Quando um objeto metálico ou uma corrente elétrica se aproxima do
sensor indutivo, entrando em seu campo magnético, ocorre a detecção
de sua presença. Uma imagem e a simbologia do sensor indutivo
podem ser observadas abaixo:
Ilustração e símbolo de um sensor indutivo.
Uma limitação dos sensores indutivos é que eles apenas são capazes
de detectar objetos metálicos, sendo amplamente utilizados em
detectores de metais. Os sensores com características magnéticas
também são empregados em aplicações que usam cilindros lineares
com ímãs permanentes cuja detecção pode ser facilmente realizada
pela proximidade desse ímã com a posição do sensor.
Confira agora uma imagem e a simbologia do sensor magnético de
proximidade:
Ilustração e símbolo de um sensor magnético de proximidade.
Sensor óptico
Os sensores ópticos detectam a presença de objetos que não sejam
transparentes. A distância de detecção também depende da
luminosidade do ambiente. O aspecto construtivo influencia
consideravelmente na montagem que utiliza tais sensores, tendo em
vista que eles podem ser montados do mesmo lado do objeto a ser
detectado ou em lados opostos.
Veja, a seguir, a diferença entre os sensores ópticos do tipo barreira
fotoelétrica e reflexivo:
Barreira fotoelétrica
Sensores que possuem
seu emissor e seu
receptor montados em
estruturas diferentes.
Assim, eles terão de ser
montados frontalmente
para que consigam
detectar os objetos que
interrompem a linha de
detecção, produzindo
um sinal de saída para o
circuito elétrico.
Re�exivo
Sensores que possuem
o seu receptor e o seu
emissor montados na
mesma base (único
corpo), enquanto a
detecção da luz é feita
por meio da reflexão do
feixe luminoso no
objeto detectado.
Detecção
Feixe criado entre o emissor e o receptor.
Observe agora uma imagem e a simbologia de um sensor óptico
reflexivo de proximidade:
Ilustração e símbolo de um sensor óptico reflexivo.

A vantagem do reflexivo é a redução de espaço ocupado e a
simplicidade em sua montagem. Contudo, o alcance dele é menor que o
do sensor de barreira.
Atenção!
Os sensores, de maneira geral, não são preparados para acionar cargas
diretamente por conta de seus baixos níveis de corrente, sendo
adequados para o acionamento indireto por intermédio de um circuito
de processamento de sinais.
Pressostato
Os pressostatos, também conhecidos como chaves de pressão, podem
ser acionados por sinais pneumáticos ou hidráulicos e produzem um
sinal elétrico na saída. Esses sensores detectam variações nas linhas
de pressão, promovendo a inversão dos contatos toda a vez que a
pressão do ar ou do fluido hidráulico ultrapassa algum limite
(geralmente ajustado por uma mola interna ao pressostato).
Dessa maneira, ajusta-se a pressão mínima do pressostato pela sua
mola. Enquanto essa pressão for inferior a esse valor, os contatos
permanecerão em sua posição inicial. Quando ela for ultrapassada, os
contatos realizarão uma comutação (Mudança de posição), veja:
Variações nas linhas de pressão
Acréscimo ou queda.
inversão
inversão no sentido de rotação do motor.
Imagem de um pressostato.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
O circuito do diagrama é utilizado para envio de um sinal elétrico a
um controlador a partir do acionamento de uma chave. Observando
o diagrama, é possível afirmar que o contato em destaque é do tipo
A pulsador normalmente aberto.
B pulsador normalmente fechado.
C cogumelo.
Parabéns! A alternativa D está correta.
Pelo comportamento do circuito, nota-se que a chave precisa ser
acionada para promover a energização da carga, tratando-se de um
contato normalmente aberto. Pelo símbolo do contato apresentado
no diagrama, é possível identificar que se trata de um botão com
trava.
Questão 2
Observe o sistema de segurança ilustrado a seguir. A proposta do
sistema é identificar a abertura da janela de maneira não autorizada
e a possível invasão do local. O sensor que mais se adequa a essa
instalação seria do tipo
D botão com trava normalmente aberto.
E botão com trava normalmente fechado.
A barreira fotoelétrica.
B capacitivo.
C indutivo.
D magnético.
Parabéns! A alternativa A está correta.
Os sensores ópticos do tipo barreira fotoelétrica apresentam o
emissor e o receptor instalados em bases diferentes, podendo ser
instalados de maneira frontal. A ruptura do feixe formado entre os
dois elementos é responsável pela produção do sinal elétrico para o
circuito.
2 - Componentes de processamentos de sinais
Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car os principais elementos aplicados ao
processamento de sinais para sistemas eletropneumáticos e eletro-hidráulicos.
Os elementos de processamentos de
sinais em processos
eletropneumáticos e eletro-
hidráulicos
Veja os principais conceitos e aspectos que devem ser observados
sobre os elementos aplicados ao processamento de sinais.
E óptico reflexivo.

Componentes de processamentos de
sinais: contatos auxiliares
Os componentes de processamento de sinais são aqueles responsáveis
por analisar as informações provenientes dos dispositivos de entrada e
combiná-las para que o circuito apresente o resultado desejado. Entre
os dispositivos de processamento de sinais, encontram-se os contatos
auxiliares.
Os contatos auxiliares são essencialmente chaves
elétricas (contatos elétricos) acionados por bobinas
eletromagnéticas. Esses contatos realizam ações deabertura e fechamento de contatos, permitindo ou não
a passagem da corrente elétrica no circuito.
Desses contatos, podemos destacar os seguintes:
Relés
Contatores de potência
Contadores
Temporizadores
As maneiras como esses contatos auxiliares podem ser utilizados nos
circuitos são as mais diversas, variando do acionamento de cargas até
as alterações no modo de operação.
Os circuitos de retenção ou selagem
Os circuitos de retenção, de selo ou selagem são amplamente utilizados
em comandos elétricos. Eles são fundamentais para aplicações que
usam os botões do tipo pulsante.
Veja a seguir algumas situações em que os botões pulsantes são
utilizados:
Contudo, a utilização do botão pulsante apresenta a limitação da falta
de trava ou de retenção da posição de chaveamento. Dessa maneira,
quando se deseja manter uma carga energizada, é fundamental
empregar um contato auxiliar capaz de promover a retenção temporária
 Operações industriais
Devido à segurança que eles proporcionam em
casos de falta de energia elétrica. Em condições de
queda ou falta de energia, o circuito é
automaticamente desligado. Isso não acontece nos
botões com a trava, em que o retorno da energia
promoverá uma volta súbita da energização do
sistema caso o botão não tenha sido
desconectado.
 Ambientes potencialmente explosivos
Nesses lugares, esse tipo de botão evita o risco de
ignição, a qual, por sua vez, pode ser provocada
pela centelha ocasionada pelo chaveamento do
contato com trava.
desse botão até que o circuito seja devidamente desligado, como pode
ser analisado na imagem:
Circuito de um contato por retenção: (A) desligado; (B) botão Ligar pressionado; (C) retenção.
Quando o botão Ligar for pressionado, o relé será energizado caso o
botão Desligar não esteja pressionado. Nessa situação, o contato
auxiliar (normalmente aberto) se fecha, formando um bypass no botão
Ligar. Mesmo após esse botão ser solto, o circuito permanecerá
energizado até que o Desligar seja pressionado.
Os sistemas de intertravamento
Os circuitos de intertravamento de segurança são fundamentais para
que algumas operações de energização sejam realizadas de maneira
segura.
Exemplo
Casos de operação de dois ou mais sistemas elétricos em que o
funcionamento de um desses sistemas é incompatível com o do outro,
seja por sobrecarga ou restrições de natureza operacional.
Nesses casos, os contatos auxiliares são utilizados para impedir o
acionamento simultâneo dos circuitos, como demonstra a imagem:
Circuito de intertravamento de segurança: (A) Circuitos desligados; (B) Circuito 1 ligado.
Na imagem anterior, é possível observar o funcionamento de um circuito
de intertravamento, em que o acionamento do circuito 1 por intermédio
do botão Ligar leva à impossibilidade de energização (acionamento) do
circuito 2 pela abertura do contato auxiliar K1 (energizado pelo relé K1).
A ponte H
A ponte H é um circuito que encontra vasta utilização no acionamento
de motores elétrico.
Esse tipo de circuito consiste em um driver de potência de corrente
contínua que possibilita a inversão no sentido de rotação do motor.
Tal mudança no sentido da rotação é possível graças a uma
modificação na polaridade do motor e consequentemente no sentido da
corrente elétrica utilizada em seu acionamento.
O diagrama ilustra a montagem de uma ponte H.
Ponte H na alimentação de um motor de corrente contínua M.
Corrente contínua
Circuito de alimentação de um motor de corrente contínua.
Sentido de rotação do motor
Mudança da rotação do sentido horário para o anti-horário e vice-versa.
A próxima imagem aponta que o acionamento combinado dos pares de
conectores permite a inversão tanto da polaridade do motor quanto, por
consequência, do sentido de rotação:
Ponte H na alimentação de um motor de corrente contínua M - inversão no sentido de rotação.
No circuito da imagem anterior (A), a rotação no sentido horário do
motor é promovida pelo acionamento dos botões 1 e 4. Já a inversão no
sentido de rotação é realizada graças ao acionamento dos botões 2 e 3
na imagem seguinte (B).
No acionamento de motores pneumáticos ou hidráulicos, a inversão do
sentido de rotação torna-se mais simples, bastando, para isso, inverter o
sentido do fluxo de ar ou do fluido hidráulico que alimenta o motor, veja:
Acionamento de um motor pneumático ou hidráulico com inversão no sentido de rotação.
Os ampli�cadores eletrônicos
De maneira simplificada, os amplificadores são dispositivos capazes de
controlar quantidades de energia, podendo aumentar ou reduzir a
amplitude de um sinal por meio de seu ganho (G). O ganho de um
amplificador é a relação entre a amplitude de seu sinal de saída e a de
seu sinal de entrada.
Vejamos agora o que ocorre quando:
A relação entre a saída do sinal e a entrada é maior que 1
: O circuito funciona como um amplificador.
O ganho é menor que 1 e maior que 0 : O circuito
opera como um atenuador, podendo torná-lo nulo.
O ganho apresenta um sinal negativo: O circuito age como um
inversor, podendo ou não amplificar ou atenuar o sinal a depender
do valor do ganho.
O ganho genérico de um amplificador é dado pela seguinte relação:
Atenuador
Reduz a amplitude do sinal.
(G > 1)
(0ligada à saída , veja:
Imagem representativa de um amplificador pneumático: (A) representação diagramática de um
amplificador pneumático monoestágio; (B) simbologia de um amplificador monoestágio.
A amplificação do sinal pneumático é da seguinte relação:
(X)
(P)
A
P
Ampli�cador de pressão de duplo
estágio
O amplificador de duplo estágio é utilizado para maiores amplificações
de pressão, podendo chegar a 12.000 vezes.
Na posição de repouso (imagem abaixo), a válvula não recebeu o sinal
de pressão pneumático e a pressão auxiliar ainda é
aliviada no escape . A pressão de trabalho permanece
sendo aliviada no escape .
Imagem representativa de um amplificador pneumático de duplo estágio em repouso.
Quando o sinal pneumático é recebido, ocorre o bloqueio de 
para . A força produzida por promove o bloqueio do ar para
, liberando a passagem entre a alimentação e a via de trabalho
, veja:
 Ganho  =
PA
Px
(X) (Px)
(Rx) P
R
X Px
Rx Px
R P
A
Imagem representativa de um amplificador pneumático de duplo estágio em funcionamento.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Observando o diagrama da imagem adiante, é possível afirmar que
o acionamento do botão B1 no sistema eletropneumático:
A
fará com que o ar comprimido flua da esquerda para
a direita no motor.
B
fará com que o ar comprimido flua da direita para a
esquerda no motor.
C
acionará o contato por retenção do comando de
desligar o motor.
D
Parabéns! A alternativa A está correta.
Com o acionamento do botão B1, o fluido de ar comprimido
circulará da esquerda para a direita no motor pneumático.
Questão 2
Considere que um sinal enviado por um sensor seja utilizado para o
acionamento do relé de um sistema eletropneumático. O sinal
proveniente do sensor apresenta uma amplitude igual a 1V. Se a
tensão necessária para alimentar o relé for igual a 24V, o ganho
necessário para o amplificador será igual a
Parabéns! A alternativa B está correta.
desligará o contato por retenção do botão de ligar o
motor.
E interromperá o fluxo de ar para o motor.
A 20.
B 24.
C .1/24
D 25.
E .1/20
 Ganho  =  Saída 
 Entrada  = 24
1
Ganh o = 24
3 - Principais elementos de saída
Ao �nal deste módulo, você será capaz de nomear os principais elementos de saída de sinais
para sistemas eletropneumáticos e eletro-hidráulicos.
Os elementos de saída nos sistemas
eletropneumáticos e eletro-
hidráulicos
Veja os principais conceitos e aspectos que devem ser observados
sobre os elementos de saída.
Indicadores luminosos: principais
elementos de saída
Os elementos de saída são os dispositivos preparados para receber as
ordens provenientes das entradas e tratadas pelos circuitos de

processamento de sinais. É a partir dos elementos de saída que o
trabalho é finalmente executado sobre o circuito. Os dispositivos de
saída possuem capacidades diversas, podendo ser utilizados na
execução de trabalhos ou na sinalização.
Os indicadores luminosos são dispositivos capazes de
promover indicações visuais diversas, podendo variar
desde lâmpadas incandescentes até LEDs.
Em geral, eles são recomendados para locais com boa visibilidade e/ou
elevado nível de ruído sonoro, o que impediria qualquer tipo de
sinalização por som.
Dois exemplos de indicadores luminosos podem ser vistos abaixo:
Exemplos de indicadores luminosos.
Outro exemplo de utilização desses indicadores é a indicação de
posição de válvulas eletropneumáticas, veja:
Diagrama de indicação de posicionamento de válvulas eletropneumáticas.
Nesse diagrama, é possível perceber a utilização das chaves de fim de
curso (destaque em azul) responsáveis por detectar a posição (aberta
ou fechada) da válvula. Essas chaves são integradas ao circuito elétrico,
funcionando como contatos auxiliares responsáveis pela energização e
desenergização dos indicadores luminosos de posição.
Na imagem a seguir, percebe-se que as chaves acionam os circuitos dos
indicadores, acendendo um indicador luminoso vermelho quando a
válvula está totalmente fechada e verde quando ela está totalmente
aberta.
Indicação da posição da válvula eletropneumática: vermelha – totalmente fechada; verde –
totalmente aberta.
Indicadores sonoros
Os indicadores sonoros são aqueles responsáveis pela emissão dos
mais diversos sons, como campainhas, sirenes ou buzinas. Esses
indicadores são essenciais para sinalizações de alertas em eventos
ocorridos ou prestes a ocorrer. Por isso, eles são recomendados em
locais de baixa visibilidade onde os indicadores luminosos não
possuiriam grande eficácia.
Exemplos de indicadores sonoros.
Outro exemplo de utilização de um indicador sonoro pode ser verificado
no sistema de acionamento do sistema de prevenção e combate a
incêndios, conforme visto na imagem.
Atenção!
Nesse tipo de sistema, quando há uma detecção de fumaça ou chamas,
as unidades de aspersão de água (Sprinklers), as unidades de difusão de
CO2 e os sistemas de ventilação – ou qualquer outro sistema utilizado
no combate às chamas – são imediatamente ligados.
Nessa situação, a sinalização é essencial, tendo em vista que a
evacuação do local é mandatória e de extrema importância para
preservação da vida.
A formação de fumaça no ambiente pode dificultar e
até mesmo impossibilitar a visualização dos
indicadores luminosos. O alcance curto desses
indicadores, além disso, ficaria limitado às pessoas
que tivessem contato visual com eles.
Em condições como essa, a utilização de indicadores sonoros é
fundamental para a sinalização adequada e o alerta do risco. O
diagrama da imagem ilustra um circuito para acionamento de um
indicador sonoro em um sistema de combate a incêndio.
Nesse sistema, a linha de suprimento de água ou CO2 utilizada para o
combate a incêndio permanece constantemente pressurizada. Quando
o sistema é acionado, a despressurização da linha ocorre pela liberação
da água ou do gás. A queda de pressão na linha pode ser utilizada no
acionamento do sinal sonoro de indicação de risco e/ou necessidade de
evacuação. Observe:
Diagrama de sinalização sonora de um sistema de combate a incêndio: (A) sistema preparado; (B)
sistema acionado.
É possível observar na imagem acima (A) que a linha permanece em
stand by com o detector de diferença de pressão conectado à linha de
acionamento do alarme. Esse detector é responsável pelo acionamento
de um contato auxiliar ligado ao indicador sonoro, o qual, por sua vez, se
responsabilizará pela sinalização do sistema.
Uma vez acionado o sistema de combate a incêndio, a variação de
pressão é identificada e o contato auxiliar fecha, permitindo a
sinalização sonora de que o sistema de prevenção e combate entrou em
operação.
Solenoides
Conhecidas como solenoides, as bobinas eletromagnéticas conseguem
gerar um campo magnético ao serem energizadas, produzindo um efeito
de ímã permanente capaz de atrair objetos com característica ferrosa.
Em uma válvula eletropneumática ou eletro-hidráulica, as bobinas
solenoides são responsáveis pela movimentação do êmbolo móvel que
produz a mudança na posição de trabalho da válvula.
Nas válvulas solenoides de pequeno porte, quando uma corrente elétrica
percorre a bobina eletromagnética, um campo magnético é responsável
por movimentar o êmbolo – por atração ou repulsão – da válvula
eletropneumática ou eletro-hidráulica. Essa corrente elétrica é produzida
por um elemento de entrada, como um contato elétrico ou um elemento
sensor, entre outros exemplos.
Válvula solenoide para acionamento de eletro-hidráulico.
Já nas válvulas maiores, o acionamento é combinado. A válvula
solenoide cria a condição para que o próprio fluido seja capaz de
produzir a movimentação (abertura ou fechamento) da válvula
solenoide.
Esta imagem contém um exemplo de uma válvula solenoide hidráulica
para controle de um processo industrial.
Próprio �uido
Ar ou fluido hidráulico.
Atuadores
Os atuadores são os elementos de saída capazes de transformar a
energiapneumática ou hidráulica em mecânica. A energia mecânica
obtida pode ser capaz de produzir trabalho linear ou rotativo,
dependendo da necessidade do processo no qual o atuador é
empregado.
As utilizações dos atuadores rotativos capazes de produzir movimentos
angulares ou rotações completas incluem:
Abrir e fechar portas e portões;
Movimentação de cargas;
Indexação de peças e componentes;
Içamento de cargas.
Os atuadores lineares por retorno por mola ou dupla ação são
empregados em diversas atividades, como:

Britadeiras

Talhadeiras

Grampeadoras

Esmerilhadeiras
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Observe o diagrama de um circuito eletropneumático com indicador
luminoso na imagem adiante. Esse diagrama poder ser
representativo de uma prensa pneumática ou de uma guilhotina.
Analisando o circuito, é possível afirmar que, com o sistema pronto
para operar
Parabéns! A alternativa D está correta.
A
o indicador luminoso ligará quando o pistão chegar
à posição final.
B
o indicador luminoso somente desligará quando o
pistão chegar à posição de repouso.
C
o indicador luminoso só desligará quando o sistema
for desenergizado.
D
o indicador luminoso ligará quando o pistão sair do
repouso e só desligará quando o pistão chegar à
sua posição final.
E
o indicador luminoso permanecerá ligado durante
toda a operação do sistema.
É possível observar que, na condição de repouso, uma chave de fim
de curso normalmente fechada (S1) só permite a energização do
indicador luminoso quando o pistão é acionado, iniciando seu
avanço. O indicador permanecerá ligado até que o pistão chegue à
sua posição final, acionando a chave de fim de curso normalmente
fechada S2.
Questão 2
Indicadores sonoros são amplamente utilizados em ambientes
industriais. Em localidades de difícil visualização (visibilidade
reduzida), tais indicadores são os preferidos para a sinalização de
situações que, de alguma maneira, apresentem riscos ou
emergências. O diagrama adiante representa um sistema de
içamento de cargas, em que a posição das cargas (acima da linha
de visão) dificulta sua observação. Sobre o funcionamento do
circuito, é possível afirmar que
A
quando o motor estiver ligado (tanto na subida
quanto na descida), o indicador sonoro será ativado.
B
o indicador sonoro somente será ligado na descida
das cargas.
C
o indicador sonoro só será ligado na subida das
cargas.
Parabéns! A alternativa A está correta.
Por meio do diagrama, pode-se observar que, ao acionar o motor
(tanto para subida quanto para descida de cargas), o indicador
sonoro será energizado, sinalizando a movimentação de uma carga.
4 - Processo de automatização
Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer o processo de automatização de
sistemas eletropneumáticos e eletro-hidráulicos.
A automatização de processos
eletropneumáticos e eletro-
hidráulicos
D
o indicador sonoro apenas será ligado quando o
sistema for desligado.
E
o indicador sonoro será ligado com o sistema
energizado, mesmo que o motor não esteja ligado.

Veja a seguir os principais conceitos e aspectos que devem ser
observados sobre o processo de automatização.
A automatização de sistemas
eletropneumáticos
A automatização de processos industriais é fundamental para a
manutenção da qualidade e a otimização dos processos produtivos. O
processo de automatização de uma planta incorpora todos os
elementos discutidos, a começar pelos elementos de entrada, passando
pelos elementos de processamento e terminando nos dispositivos de
saída.
A integração desses três elementos – que pode incluir ou não um
controlador – permite que um sistema industrial seja automatizado.
Processo eletropneumático contínuo
O desenvolvimento de um processo pneumático contínuo permite a
movimentação continuada de um elemento de saída, como atuador,
solenoide ou indicador, a partir de um comando de entrada que inicie o
processo.
Como exemplo, considere o sistema apresentado na imagem abaixo:
Diagrama representativo de um processo eletropneumático contínuo.
Por intermédio desse diagrama, é possível observar que inicialmente o
botão Ligar do circuito elétrico, responsável por energizar o sistema de
acionamento da estrutura eletropneumática, está desligado. Por esse
motivo, o cilindro encontra-se parado na última posição em que estava
quando o sistema foi interrompido. Isso ocorre pois, na ausência de
molas que definam uma posição de repouso, o sistema permanece na
última posição para a qual foi comandado.
Quando o botão Ligar é acionado, o comportamento do
circuito depende do status do cilindro no momento da
energização do circuito.
Quando o cilindro estiver recuado (imagem abaixo), a chave de fim de
curso S0 estará acionada. Essa configuração permitirá que a solenoide
K0 seja energizada e que, como consequência, a válvula direcional se
dirija até a posição de comando de avanço do cilindro de ação dupla.
Diagrama representativo de um processo eletropneumático contínuo – energização do sistema na
condição de cilindro recuado.
Nessa condição, é possível observar que o cilindro avançará,
desconectando a chave de fim de curso S0 e desenergizando a válvula
solenoide K0. Contudo, quando o cilindro pneumático atinge sua
condição de avanço final (máximo curso), o cilindro atinge a chave de
fim de curso S1, fazendo com que o contato S1 (normalmente aberto) se
feche.
Esse acionamento fará com que a válvula solenoide K1 seja energizada
e que consequentemente a válvula direcional mude sua posição,
promovendo o recuo do cilindro pneumático, como pode ser observado
a seguir:
Diagrama representativo de um processo eletropneumático contínuo – energização do sistema na
condição de cilindro avançado.
Dessa maneira, é possível observar que os movimentos de avanço e de
recuo do cilindro permaneceriam de maneira contínua até que a
energização do sistema fosse interrompida, seja por meio da
interrupção da energia elétrica dos comandos do circuito, seja pela
interrupção do ar fornecido ao sistema pneumático.
Analisando o diagrama apresentado, é possível identificar os seguintes
pontos:
Botão de energização do sistema e chaves de fim de curso como
os elementos de entradas de sinais do sistema.
Contatos auxiliares como os elementos de processamento de
sinais.
Solenoides e atuador pneumático como os elementos de saída de
sinais do sistema eletropneumático.
Contatos auxiliares
Responsáveis pelo acionamento das solenoides a partir das chaves de fim
de curso.
A automatização de sistemas eletro-
hidráulicos
A automatização de um processo também pode ser necessária para a
garantia de uma operação segura tanto para os operadores quanto para
os equipamentos e materiais. A utilização de sensores no aumento da
segurança operacional dos processos industriais é largamente
explorada devido à grande variedade de sensores existentes.
Segurança de uma prensa hidráulica
Uma prensa hidráulica consiste em um equipamento de grande porte
bastante utilizado nos processos industriais. Empregado em atividades,
como cortar, dobrar e modelar materiais, tal equipamento é capaz de
comprimir grandes itens em blocos reduzidos, veja:
Imagem de uma prensa hidráulica.
Trata-se de um equipamento de grande porte e força elevada cuja
operação depende da interação direta com um operador, seja na
colocação ou na remoção das peças na zona de prensagem. Confira um
diagrama simplificado de um sistema de segurança para uma prensa
hidráulica:
Diagrama representativo de um processo segurança eletro-hidráulico – prensa hidráulica.
Nesse sistema, é possível observar que o circuito de acionamento é
bastante simples. Na parte hidráulica, o sistema conta com uma válvula
bidirecional responsável pelo acionamento do cilindro de ação dupla que
atuará sobre a peça colocada na região de prensagem.
O circuito para acionamento dessa válvula permite que o cilindro avance
com o acionamento do botão Ligar, que, porsua vez, será responsável
pela energização do solenoide K0 e, como consequência, pelo avanço
do cilindro. Entretanto, pode-se observar a utilização de um sensor
capacitivo próximo à região de prensagem. A função desse sensor é
identificar a aproximação do operador da região de prensagem.
Atenção!
Quando o operador se aproxima da zona de atuação do cilindro, um
contato elétrico interno ao sensor se fecha e um sinal é enviado a um
contato auxiliar (contato do sensor). Esse sinal é responsável pelo recuo
imediato do cilindro, fazendo a prensa retornar para a posição de
repouso.
O uso de um contato auxiliar é necessário, tendo em vista que o baixo
nível de corrente do sensor não lhe permite ser capaz de energizar uma
carga ou de acionar uma válvula. Desse modo, a única maneira de
realizar o avanço do cilindro se dá com a garantia de que o operador
estará afastado da região de prensagem quando o comando para
avanço do cilindro for acionado.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Observando a automatização de sistemas eletropneumáticos, a
utilização de chaves de fim de curso associadas a contatos
auxiliares constitui uma excelente alternativa. Observe o circuito da
imagem adiante. Sobre seu funcionamento, é possível afirmar que
Parabéns! A alternativa A está correta.
A chave de fim de curso recuo é responsável por enviar um sinal
para o solenoide S1. Esse solenoide, por sua vez, tem a seguinte
responsabilidade: realizar o retorno do cilindro para sua condição
de repouso.
Questão 2
Considerando a automatização na segurança dos processos
industriais eletropneumáticos e eletro-hidráulicos, o sistema
ilustrado a seguir constitui uma alternativa para a operação segura
de uma prensa eletro-hidráulica. Observando o diagrama, é possível
afirmar que
A a chave de fim de curso recuo é responsável pelo
retorno do cilindro à sua posição de repouso.
B
a chave de fim de curso avanço é responsável pelo
retorno do cilindro à sua posição de repouso.
C
a chave de fim de curso recuo é responsável pelo
avanço do cilindro.
D
a chave de fim de curso avanço é responsável pelo
avanço do cilindro.
E
o comando Ligar depende da chave de fim de curso
avanço para poder avançar o cilindro.
Parabéns! A alternativa B está correta.
O sensor capacitivo comanda um contato auxiliar responsável pelo
seccionamento da energização do sistema de controle do cilindro
eletro-hidráulico. Dessa maneira, quando esse sensor é acionado, o
contato se abre e a energização do sistema é automaticamente
interrompida, só podendo ser restabelecida quando o sensor
capacitivo não estiver mais acionado.
Considerações �nais
Neste conteúdo, vimos as partes que compõem os projetos de
automação de circuitos eletropneumáticos e eletro-hidráulicos.
Discutimos, ilustramos e exemplificamos os elementos de entrada
responsáveis por permitir o envio de sinais externos para os circuitos.
Também abordamos as limitações presentes em alguns desses
elementos e a necessidade da utilização dos elementos de
processamento por alguns deles.
A
caso o sensor capacitivo seja acionado, a prensa
hidráulica poderá avançar.
B
caso o sensor capacitivo seja acionado, a prensa
hidráulica não poderá ser energizada.
C
caso o sensor capacitivo seja acionado, a prensa
hidráulica recuará imediatamente.
D
caso o sensor capacitivo seja acionado, a prensa
hidráulica realizará mais uma ação de prensagem e
retornará ao repouso.
E
a prensa hidráulica só poderá ser energizada quando
o sensor capacitivo for acionado.
Em seguida, apresentamos os elementos de processamento de sinais.
Falamos sobre alguns circuitos típicos e amplamente utilizados nos
processos industriais, ilustrando de maneira detalhada os
amplificadores eletrônicos e pneumáticos. Também mostramos os
amplificadores eletrônicos e pneumáticos, apontando sua importância
nos processos industriais.
Por fim, ilustramos os elementos de saída, dando especial atenção aos
indicadores luminosos e sonoros e à sua importância nos processos
industriais. Além disso, versamos sobre a automatização de sistemas
eletropneumáticos e eletro-hidráulicos, mostrando os circuitos de
acionamentos que envolvem tanto os elementos pneumáticos no
processo de atividade contínua quanto os hidráulicos na segurança da
atividade industrial.
É importante compreender que todas as partes de um sistema
automatizado precisam ser cuidadosamente planejadas. Os elementos
deverão ser especificados para que sejam capazes de complementar o
sistema, fazendo com que ele se comporte como uma estrutura única e
integrada.
Podcast
Para encerrar, ouça um resumo sobre os principais tópicos abordados
neste conteúdo.
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Leia o artigo Injetor multicanal com válvulas de estrangulamento para
análise em fluxo, por Palgrossi, Pedrotti e Gutz, em Química nova. v. 24.
n. 5. out. 2001.
Referências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 8896 -
Sistemas e componentes hidráulicos e pneumáticos – Símbolos
gráficos e diagramas de circuitos. Brasília: ABNT, 1985.
BOLLMANN, A. Fundamentos de automação industrial pneutrônica. São
Paulo: ABHP, 1997.
FESTO DIDATIC. Painel simulador de pneumática e eletropneumática -
catálogo de componentes pneumáticos e elétricos. Consultado na
internet em: 1. fev. 2022.
PARKER. Tecnologia hidráulica industrial - apostila M2001-2 BR. 2000a.
PARKER. Tecnologia hidráulica industrial - apresentação M2001-2 BR.
2000b.
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