A automação é, hoje em dia suportada genericamente, por sistemas eletrónicos com controlo remoto quer via Internet quer por sistemas móveis de comunicação. No entanto, a automação industrial é uma integração de várias tecnologias de controlo e de acionamento englobando os PLCs, a pneumática, a eletricidade bem como a óleo-hidráulica. A óleo-hidráulica, ao nível dos acionamentos, tem hoje uma utilização bastante generalizada, podendo observar-se quer em sistemas simples de elevação, máquinas móveis ou agrícolas, quer em sistemas complexos de acionamento como sejam as prensas hidráulicas e as máquinas de injeção de plásticos. Atualmente a óleo -hidráulica encontra-se nos mais diversos setores da indústria desde a metalomecânica pesada e da siderurgia até á indústria naval, agrícola, automóvel, civil, etc. Mais recentemente também em parques eólicos (onde é utilizada no controlo do ângulo das pás das turbinas). Este livro surge pela necessidade de suprir uma lacuna existente no mercado português que, de algum modo, sistematize a abordagem aos princípios fundamentais da óleo-hidráulica. Pretende-se com esta ferramenta apoiar os estudantes de engenharia e técnicos que ao longo da sua atividade, nomeadamente nas áreas da óleo-hidráulica, necessitem recorrer a conceitos de funcionamento dos sistemas de acionamento óleo hidráulico. Neste livro são abordados os principais elementos dos sistemas de automação óleo-hidráulica detalhando os seus princípios de funcionamento. São ainda apresentados os princípios físicos e expressões matemáticas necessárias a compreensão dos processos de transmissão de energia através do óleo, dimensionamento de atuadores, circuitos hidráulicos elementares e uma série de problemas resolvidos. Estamos cientes que esta será uma ferramenta académica extremamente útil e uma referência de bastante interesse para o quotidiano dos profissionais da área.
1 A Pneumática - Nota histórica 1.1 Introdução 1.2 Propriedades do ar comprimido 1.3 Estrutura de um sistema pneumático 2 Produção e tratamento de ar comprimido 2.1 Introdução 2.2 Produção de ar comprimido 2.3 Compressores 2.4 Classificação dos compressores 2.5 Acionamento dos compressores 2.6 Tratamento de ar comprimido 3 Distribuição do ar comprimido, dimensionamento de redes 3.1 Introdução 3.2 Distribuição de ar comprimido 3.3 Dimensionamento de redes de distribuição 3.4 Exercícios resolvidos 4 Atuadores pneumáticos 4.1 Introdução 4.2 Atuadores lineares (cilindros) 4.3 Atuadores rotativos (motores) 5 Dimensionamento de atuadores pneumáticos 5.1 Introdução 5.2 Dimensionamento de actuadores lineares 5.3 Ábacos de dimensionamento de atuadores pneumáticos 6 Válvulas 6.1 Introdução 6.2 Válvulas direcionais 6.3 Válvulas de bloqueio 6.4 Válvulas de pressão 6.5 Válvula de escape rápido 6.6 Válvula de fecho (corte) 6.7 Válvulas de vácuo (geradores de vácuo) 7 Técnicas de comando pneumático 7.1 Introdução 7.2 Circuitos pneumáticos 7.3 Convenções 7.4 Circuitos elementares 7.5 Lógica pneumática 7.6 Princípios de técnicas de comando 7.7 Método de Cascata 7.8 Método da Matriz de Karnaugh 7.9 Elementos complementares dos circuitos pneumáticos 7.10 Exercícios resolvidos 8 Técnicas de comando eléctrico 8.1 Introdução 8.2 Sinais 8.3 Critérios de diferenciação do controlo 8.4 Diferenciação do processamento de sinais 8.5 Comando em ciclo aberto 8.6 Elementos elétricos e eletropneumáticos 8.7 Elementos de entrada 8.8 Conversores de sinais eletropneumáticos 8.9 Elementos elétricos de processamento de sinais 8.10 Desenho de circuitos eletropneumáticos 8.11 Método da Matriz de Karnaugh (elétrico) 8.12 Exercícios resolvidos 9 Anexos Anexo A - Estimativa de consumo de ar para os cilindros pneumáticos Anexo B - Comprimentos equivalentes em metros Anexo C - Diâmetros comerciais de tubos (DIN 2440) Anexo D - Diagramas de encurvadura, Critério de Euler Anexo E - Tabelas comerciais, cilindros normalizados SMC Anexo F - Tabelas comerciais, cilindros normalizados FESTO Anexo G - Força de reação das molas cilindros simples efeito, SMC Anexo H - Seleção do diâmetro, amortecimento, SMC Anexo I - Tabela de Ventosas Planas PFYN (Schmalz) Anexo J - Tabela de Geradores de Vácuo (Schmalz) Anexo L - Diagrama Pressão - Força, FESTO Anexo M - Diagrama de encurvadura, FESTO Anexo N - Densidades dos materiais Anexo O - Fator de Simultaneidade Anexo P - Simbologia pneumáticaBibliografia Índice Remissivo
Adriano M. Almeida Santos Nasceu em Vila Nova de Gaia em março de 1963. É Licenciado em Engenharia Mecânica, Ramo de Gestão da Produção, pelo Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP) e Mestre em Manutenção Industrial pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP). Atualmente é Assistente do Departamento de Engenharia Mecânica do ISEP onde leciona disciplinas na área da Automação Industrial. É autor e coautor de várias comunicações e artigos científicos apresentados em congressos e publicados em revistas técnico-científicas e da especialidade. É, desde 2007, Diretor do Laboratório de Automação do Departamento de Engenharia Mecânica. Exerce a atividade de formador em várias áreas de automação industrial nomeadamente na Pneumática, Óleo-hidráulica e Controladores Lógicos Programáveis (PLCs). António J. S. Ferreira da Silva. Nasceu em Matosinhos em agosto de 1958. É Licenciado em Engenharia Mecânica pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), Mestre em Engenharia Mecânica pelo Instituto Superior Técnico (IST) e doutorado em Engenharia Mecânica pela FEUP. Atualmente é Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Mecânica do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP) onde leciona disciplinas na área da Automação Industrial. É autor e coautor de várias comunicações e artigos científicos apresentados em congressos e publicados em revistas técnico-científicas e da especialidade. Exerce a atividade de formador em várias áreas de automação industrial nomeadamente na Pneumática, Óleo-hidráulica e Controladores Lógicos Programáveis (PLCs).