Laboratrio_Pneumtica_Eletropneumtica_20241 (1)

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Universidade Federal Rural de Pernambuco 
Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho 
 
 
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ATIVIDADE DE LABORATORIO SISTEMAS DE CONTROLE 1 
 
 
CIRCUITOS PNEUMÁTICOS E ELETROPNEUMÁTICOS 
 
 
ORIENTAÇÃO DE ESTUDO: Estudar os principais elementos da automação pneumática e 
eletropneumática industrial nas bibliografias recomendadas. 
 
BIBLIOGRAFIAS RECOMENDADAS 
1. Tecnologia Pneumática Industrial. Apostila M1001 BR. Parker. 
2. Tecnologia Eletropneumática Industrial. Apostila M1002-2 BR. Parker. 
3. Automação Pneumática. Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos. Arivelto 
Bustamante Fialho. 2ª Edição. 2004. Editora Érica Ltda. 
4. Software FluidSim. 
 
RELATÓRIO 
 
Cada equipe deve entregar um relatório usando as normas ABNT, contendo: título, 
integrantes, objetivos, introdução, desenvolvimento (descrever cada circuito e os elementos 
usados, apresentar as figuras obtidas nas simulações e experimentais e explicar cada uma), 
conclusões e bibliografias (as quais devem estar referenciadas ao longo do texto). 
 
 
1) BREVE FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Os cilindros pneumáticos, componentes para máquinas de produção, para desenvolverem 
suas ações produtivas, devem ser alimentados ou descarregados convenientemente, no 
instante em que desejarmos, ou de conformidade com o sistema programado. 
Portanto, basicamente, de acordo com seu tipo, as válvulas servem para orientar os fluxos 
de ar, impor bloqueios, controlar suas intensidades de vazão ou pressão. Para facilidade de 
estudo, as válvulas pneumáticas foram classificadas nos seguintes grupos: 
• Válvulas de Controle Direcional 
• Válvulas de Bloqueio (Anti-Retorno) 
• Válvulas de Controle de Fluxo 
• Válvulas de Controle de Pressão 
 
 
 
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1.1 VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAL 
Têm por função orientar a direção que o fluxo ar comprimido (AC) deve seguir, para realizar 
um trabalho proposto. O conhecimento perfeito da válvula direcional, exige levar em conta: 
posição inicial, número de posições, número de vias, tipo de acionamento (comando), tipo 
de retorno e vazão. 
 
Válvula 3/2 Vias 
Possui 2 posições e 3 vias. Na condição de normalmente 
fechada “NF”, a linha de alimentação encontra-se bloqueada e 
a via 2 é comunicada com a 3, provocando o escape do AC. 
Quando acionada, a via 1 é comunicada com a via 2, que leva 
o AC para o cilindro do atuador. 
Válvula 5/2 Vias 
Possuem uma entrada de pressão, dois pontos de utilização e dois 
escapes. Utilizada para comandar diretamente cilindros de dupla ação. 
Válvula Acionada por Simples Piloto 
• Quando não há sinal piloto, a válvula está assentada, bloqueando a via 1. As vias 2 e 3 
estão comunicadas. Na presença do sinal piloto 12, o carretel é deslocado para baixo, 
bloqueando a via 3 e comunicando as vias 1 e 2. 
 
Válvula Acionada por Duplo Piloto 
• Quando há um sinal piloto 10, o carretel assume uma posição que bloqueia a via 1 e 
comunicas as vias 2 e 3. Se houver um sinal piloto 12, o carretel se desloca e conecta a via 
1 com a utilização 2. Chama-se duplo piloto porque o retorno da válvula também é por um 
sinal piloto. 
 
 
 
 
 
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Válvula de Isolamento (Elemento OU) 
• Dotada de três orifícios no corpo: duas entradas de pressão e um ponto de utilização. 
• Enviando-se um sinal por uma das entradas, a entrada oposta é automaticamente vedada 
e o sinal emitido flui até a saída de utilização. 
• O ar que foi utilizado retorna pelo mesmo caminho. 
• Uma vez cortado o fornecimento, o elemento seletor interno permanece na posição, em 
função do último sinal emitido. 
• Havendo coincidência de sinais em ambas as entradas, prevalecerá o sinal que primeiro 
atingir a válvula, no caso de pressões iguais. Com pressões diferentes, a maior pressão 
dentro de uma certa relação passará ao ponto de utilização, impondo bloqueio na pressão 
de menor intensidade. 
• Muito utilizada quando há necessidade de enviar sinais a um ponto comum, proveniente 
de locais diferentes no circuito. 
 
 
Válvula de Simultaneidade (Elemento E) 
• Assim como na válvula de isolamento, também possui três orifícios no corpo. 
• A diferença se dá em função de que o ponto de utilização será atingido pelo ar, quando 
duas pressões, simultaneamente ou não, chegarem nas entradas. A que primeiro chegar, 
ou ainda a de menor pressão, se autobloqueará, dando passagem para o outro sinal. 
• São utilizadas em funções lógicas “E”, bimanuais simples ou garantias de que um 
determinado sinal só ocorra após, necessariamente, dois pontos estarem pressurizados. 
 
 
 
 
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Válvula de Escape Rápido 
• Quando se necessita obter velocidade superior àquela normalmente desenvolvida por um 
pistão de cilindro, é utilizada a válvula de escape rápido. 
• Utilizando-se a válvula de escape rápido, a pressão no interior da câmara cai bruscamente. 
• Ele não percorre a tubulação que faz a sua alimentação. 
 
 
Válvula de Controle de Fluxo 
• Em alguns casos, é necessária a diminuição da quantidade de ar que passa através de 
uma tubulação. 
• Essa válvula pode ser fixa ou variável, unidirecional ou bidirecional. 
• É muito utilizada quando se necessita regular a velocidade de um cilindro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.2 ATUADORES 
• Os atuadores são os conversores de energia. São chamados também de elementos 
finais de controle. 
• Toda a preparação do ar comprimido é, basicamente, para utilizá-lo nos atuadores. Eles 
que são responsáveis pela operosidade do circuito. 
• Os atuadores modem ser classificados como: Atuadores Lineares, Rotativos, Oscilantes. 
Atuadores Lineares 
Os cilindros se diferenciam entre si por detalhes construtivos, em função de suas 
características de funcionamento e utilização. Se dividem basicamente em: Simples Efeito 
ou Simples Ação, Duplo Efeito ou Dupla Ação, Cilindro com Amortecimento, Cilindro com 
Haste Dupla, Cilindro Duplex Contínuo ou Tandem, Cilindro Duplex Geminado e Cilindro de 
Impacto. 
Cilindro de Simples Ação 
• Recebe esta denominação porque utiliza ar comprimido para conduzir trabalho em um 
único sentido de movimento. 
• Este tipo de cilindro possui somente um orifício por onde o ar entra e sai do seu interior. 
• O retorno, em geral, é efetuado por ação de mola e força externa. 
 
Cilindro de Dupla Ação 
• Quando um cilindro pneumático utiliza ar comprimido para produzir trabalho em ambos os 
sentidos de movimento. 
• Sua característica principal é o fato de se poder utilizar tanto o avanço quanto o retorno 
para desenvolvimento de trabalho. 
• O ar comprimido é admitido e liberado alternadamente por dois orifícios existentes nos 
cabeçotes, um no traseiro e outro no dianteiro. 
 
 
 
 
 
 
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2) COMPONENTES DOS CIRCUITOS ELÉTRICOS 
Distribuídos em três categorias: 
• Elementos de entrada de sinais elétricos, 
• Elementos de processamento de sinais, 
• Elementos de saída de sinais elétricos. 
 
Elementos de Entrada de Sinais: Emitem informações ao circuito por meio de uma ação 
muscular, mecânica, elétrica, eletrônica ou combinação entre elas. Entre eles estão: as 
botoeiras, as chaves fim de curso, os sensores de proximidade e os pressostatos, entre 
outros, todos destinados a emitir sinais para energização ou desenergização do circuito ou 
parte dele. 
Botoeiras: São chaves elétricas acionadas manualmente que 
apresentam, geralmente, um contato aberto e outro fechado. De 
acordo com o tipo de sinal a ser enviado ao comandoelétrico, as 
botoeiras são caracterizadas como pulsadoras ou com trava. As 
botoeiras pulsadoras invertem seus contatos mediante o 
acionamento de um botão e, devido à ação de uma mola, 
retornam à posição inicial quando cessa o acionamento. 
 
 Elementos de Processamento de Sinais: Analisam as 
informações emitidas ao circuito pelos elementos de 
entrada, combinando-as entre si para que o comando 
elétrico apresente o comportamento final desejado 
diante dessas informações. Entre eles estão: relés 
auxiliares, os contatores de potência, os relés 
temporizadores e os contadores, entre outros, todos 
destinados a combinar os sinais para energização ou 
desenergização dos elementos de saída. 
 
Elementos de Saída de Sinais Luminosos e Sonoros: Recebem as ordens processadas e 
enviadas pelo comando elétrico e, a partir delas, realizam o trabalho final esperado do 
circuito. Entre eles estão: os indicadores luminosos e sonoros, os solenoides aplicados no 
acionamento eletromagnético de válvulas hidráulicas e pneumáticas. 
Os indicadores luminosos são lâmpadas incandescentes ou 
LEDs, utilizadas na sinalização visual de eventos ocorridos ou 
prestes a ocorrer. São empregados, geralmente, em locais de 
boa visibilidade, que facilitem a visualização do sinalizador. 
Os indicadores sonoros são campainhas, sirenes, cigarras ou 
buzinas, empregados na sinalização acústica de eventos 
ocorridos ou prestes a ocorrer. Ao contrário dos indicadores 
luminosos, os sonoros são utilizados, principalmente, em locais 
de pouca visibilidade, onde um sinalizador luminoso seria pouco 
eficaz. 
 
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Solenoides são bobinas eletromagnéticas que, quando energizadas, geram um campo 
magnético capaz de atrair elementos com características ferrosas, comportando-se como 
um imã permanente. Numa eletroválvula, 
hidráulica ou pneumática, a bobina do solenoide 
é enrolada em torno de um magneto fixo, preso à 
carcaça da válvula, enquanto que o magneto 
móvel é fixado diretamente na extremidade do 
carretel da válvula. Quando uma corrente elétrica 
percorre a bobina, um campo magnético é 
gerado e atrai os magnetos, o que empurra o 
carretel da válvula na direção oposta à do 
solenoide que foi energizado. Dessa forma, é 
possível mudar a posição do carretel no interior 
da válvula, por meio de um pulso elétrico. 
 
 
3) CIRCUITOS ELETROPNEUMÁTICOS 
Os circuitos eletropneumáticos são esquemas de comando e acionamento que representam 
os componentes pneumáticos e elétricos empregados em máquinas e equipamentos 
industriais, bem como a interação entre esses elementos para se conseguir o funcionamento 
desejado e os movimentos exigidos do sistema mecânico. 
Enquanto o circuito pneumático representa o acionamento das partes mecânicas, o circuito 
elétrico representa a sequência de comando dos componentes pneumáticos para que as 
partes móveis da máquina ou equipamento apresentem os movimentos finais desejados. 
Existem quatro métodos de construção de circuitos eletropneumáticos: intuitivo, minimização 
de contatos ou sequência mínima, maximização de contatos ou cadeia estacionária e lógico. 
 
Método Intuitivo: Na técnica de elaboração de circuitos eletropneumáticos pelo método 
intuitivo utiliza-se o mecanismo do pensamento e do raciocínio humano na busca da solução 
de uma situação-problema apresentada. Dessa forma, pode-se obter diferentes soluções 
para um mesmo problema em questão, característica principal do método intuitivo. 
 
 
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4) ROTEIRO 
 
Verificar o correto funcionamento de cada circuito pneumático e eletropneumático, usando: 
a) Software FluidSIM-P 
b) Bancada FESTO 
 
4.1 Circuitos pneumáticos 
 
Circuito P–01: Comandar um Cilindro de Simples Ação (Comando Direto). 
 
 
Circuito P–02: Comandar um Cilindro de Simples Ação utilizando uma válvula simples piloto 
(Comando Indireto). 
 
 
 
 
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Circuito P–03: Comandar um Cilindro de Dupla Ação utilizando uma Válvula Duplo Piloto. 
 
 
 
 
Circuito P–04: Comandar um Cilindro de Simples Ação de dois pontos diferentes e independientes 
(utilizar Elemento OU). 
 
 
 
 
 
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Circuito P–05: Comandar um Cilindro de Simples Ação através de acionamento simultáneo de duas 
válvulas acionadas por botão (comando bimanual, utilizar elemento E). 
 
 
 
Circuito P–06: Comando Indireto de um Cilindro de Dupla Ação, utilizando uma válvula duplo piloto 
e com controle de velocidade do cilindro. 
 
 
 
 
 
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Circuito P–07: Comando de um Cilindro de Dupla Ação com Avanço Lento e Retorno Acelerado. 
 
 
 
 
 
 
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4.2 CIRCUITOS ELETROPNEUMÁTICOS 
 
Circuito EP–01: Ao acionarmos um botão de comando, a haste de um cilindro de ação 
simples com retorno por mola deve avançar. Enquanto mantivermos o botão acionado, a 
haste deverá permanecer avançada. Ao soltarmos o botão, o cilindro deve retornar à sua 
posição inicial. 
 
 
 
Circuito EP-02: Um cilindro de ação dupla deve poder ser acionado de dois locais diferentes 
e distantes entre si como, por exemplo, no comando de um elevador de cargas que pode ser 
acionado tanto do solo como da plataforma. 
 
 
 
 
 
 
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Circuito EP-03: Um cilindro de ação dupla deve avançar somente quando dois botões de 
comando forem acionados simultaneamente (comando bimanual). Soltando-se qualquer um 
dos dois botões de comando, o cilindro deve voltar imediatamente à sua posição inicial. 
 
 
 
 
Circuito EP-04: Um cilindro de ação dupla deve ser acionado por dois botões. Acionando-se 
o primeiro botão o cilindro deve avançar e permanecer avançado mesmo que o botão seja 
desacionado. O retorno deve ser comandado por meio de um pulso no segundo botão. 
Utilizando uma válvula direcional de 5/2 vias com acionamento por servocomando e 
reposição por mola, com comando elétrico de auto-retenção e comportamento de desligar 
dominante e de ligar dominante. 
 
 
 
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Circuito EP–05: Um cilindro de ação dupla deve avançar, quando for acionado um botão de 
partida, e retornar automaticamente, ao atingir o final do curso de avanço. Há duas 
possibilidades pneumáticas de solução da situação problema apresentada, usando duas 
válvulas direcionais diferentes, as quais exigirão dois comandos elétricos distintos para que 
o circuito eletropneumático apresente o mesmo funcionamento. 
 
Solução 1: Utilizando uma válvula direcional de 5/2 vias com acionamento por duplo 
servocomando que mantém memorizado o último acionamento. 
 
 
Solução 2: Utilizando uma válvula direcional de 5/2 vias com acionamento por 
servocomando e reposição por mola.