Técnico em Automação Industrial

EQUIPE DE MONTAGEM

ALEXSANDRO ARAÚJO - ANDERSON MELO - CARLOS REZENDE - DÊNIS XIMENES

- EDUARDO CARDOSO - JARBAS ANTUNES - JEFFERSON RIBEIRO - LUIZ CAPONE

PROJETO ELÉTRICO, COMANDANDO MOTOR TRIFÁSICO POR UM CLP ATRÁVES DO INVERSOR DE FREQUÊNCIA.

Rio de Janeiro

2012

EQUIPE DE MONTAGEM

ALEXSANDRO ARAÚJO - ANDERSON MELO - CARLOS REZENDE - DÊNIS XIMENES

- EDUARDO CARDOSO - JARBAS ANTUNES - JEFFERSON RIBEIRO - LUIZ CAPONE

PROJETO ELÉTRICO, COMANDANDO MOTOR TRIFÁSICO POR UM

CLP ATRÁVES DO INVERSOR DE FREQUÊNCIA.

Projeto elétrico, comandando motor trifásico por um CLP através do inversor de frequência. Curso de Técnico em Automação Industrial do CTS – Benfica, para disciplina de Projeto final.

Prof.: Roberto Lopes

Rio de Janeiro 2012

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Dados construtivos do motor trifásico 8 Tabela 2. Referências de tensão e frequência 8 Tabela 3. Características do motor trifásico BF3171M3 2 9 Tabela 4. Instruções suportadas pelo controlador SLC 500 SLC 5/03 10 Tabela 5. Compatibilidade de memória do módulo SLC 5/03 11 Tabela 6. Estabelecendo comunicação com o processador 11 Tabela 7. Canais de conexões do processador 12 Tabela 8. Tipos de padrões do processador 13 Tabela 9. Indicadores de status do processador no SLC 5/03. 13 Tabela 10. Módulos de entradas e saídas selecionados 14 Tabela 11. Especificação do módulo de entrada 1746-IB8. 14 Tabela 12. Especificações do módulo de Saída 1746-OB8 15 Tabela 13. Especificação do módulo de saída analógica 1746-NIO4V 16 Tabela 14. Folha de cálculo da fonte de alimentação 17 Tabela 15. Especificação da fonte 18 Tabela 16. Especificação do modelo de inversor 20 Tabela 17. Configurações dos jumpers 23 Tabela 18. Fiação / Fusíveis recomendados - usar somente fiação de cobre (70 ºC) 23 Tabela 19. Dados de potência do inversor 24 Tabela 20. Especificação dos relés 25 Tabela 21. Modelos dos botões 26 Tabela 22. Especificações dos sinaleiros 26 Tabela 23. Especificação do sensor indutivo PNP da tabela 1 do catálogo da Contrinex 28 Tabela 24. Dados técnicos do sensor ultra-sônico 32 Tabela 25. Especificações da Fonte MDR-60-24 34 Tabela 26. Disjuntores escolhidos no projeto 35 Tabela 26. Lista de componentes 38

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Fig. 1 - Esquema de ligação em triângulo 8 Fig. 2 - Visualização lateral e frontal da CPU SLC 5/03 12 Fig. 3 - Típica ligação do módulo 1746-IB8 14 Fig. 4 - Típica ligação do módulo 1746-OB8 15 Fig. 5 - Típica ligação do módulo 1746-NIO4V 16 Fig. 6 - Fonte da CPU 1746-P2 com jumper indicando entrada de alimentação 120V 18 Fig. 7 - Dimensões do chassi 1746-A4 19 Fig. 8 - Placa de identificação 20 Fig. 9 - Diagrama interno da configuração do CFW-09 21 Fig. 10 - Conexão de sinal de controle 22 Fig. 11 - Posição dos Jumpers para seleção (0 a 10)V ou (0 a 20)mA/ (4 a 20) mA 22 Fig.12 - Conexões de potência e aterramento 23 Fig. 13 - Modelo de mecânica escolhido 24 Fig. 14 - Demonstrativo de isolamento por relé entre dispositivos 25 Fig.15a - Tipo de contato 25 Fig. 15b - descrição particulares 25 Fig. 16 - Botão Linha compacta - furação 22 mm 26 Fig. 17 - Sinaleiro Linha compacta - furação 22 mm 26 Fig. 18 - Funcionamento do sensor indutivo 27 Fig. 19 - Especificação do sensor indutivo 27 Fig. 20 - Diagrama do Sensor indutivo tipo PNP 28 Fig. 21 - Blocos funcionais essenciais do sensor de proximidade fotoelétrico 29 Fig. 22 - Diagrama do sensor FM18 PNP 120mm 29 Fig. 23 - Especificação do sensor M18 PNP LHK-1180-303 30 Fig. 24 - Especificação do sensor de proximidade ultra-sônicos M18 PNP URS-1180C-303 31 Fig. 25 - Diagrama do sensor ultra-sônico M18 PNP 0...200mm 32 Fig. 26 - Fonte AC/DC MDR-60 fixada em trilho DIN 33 Fig. 27 - Bloco Diagrama 33 Fig. 28 - Especificação mecânica e Bornes de ligação 34 Fig. 29 - Interpretação do código do disjuntor 35 Fig. 30 - Esquema elétrico, dimesões e bornes de ligações 35 Fig. 31 - Identificações do disjuntor 36 Fig. 32 - Kit adaptador DIN 36 Fig. 33 - Diagrama Elétrico 37

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO

1. Motor..........................................................................................................................................8

1.1 Dados construtivos..................................................................................................................8 1.2 Tensão e Frequência ...............................................................................................................8

1.3 Esquema de ligação.................................................................................................................8 1.4 Modelo/ Características do motor...........................................................................................9

2. CLP...........................................................................................................................................10 2.1 CPU..........................................................................................................................................10 2.2 Recursos do processador SLC 5/03......................................................................................10 2.3 Compatibilidade de memória do módulo ..............................................................................11 2.4 Estabelecer comunicação com o processador.....................................................................11 2.5 Canais de Conexões do processador...................................................................................12 2.6 Identificando os Componentes do seu processador..........................................................12

3. Escolha das I/O.......................................................................................................................14 3.1 Especificações para módulo de entrada, 1746-IB8..............................................................14 3.2 Especificações para Módulo de Saída 1746-OB8.................................................................15 3.3 Especificação para módulo de saída analógica 1746-NIO4V..............................................16

4. Fonte da CPU..........................................................................................................................17

4.1 Modelo de fonte de alimentação 1746-P2.............................................................................18

4.2 Especificação da fonte 1746-P2............................................................................................18

5. Chassis Modular para 4 slots................................................................................................19

6. Inversor de Frequencia..........................................................................................................20 6.1 Especificação do Modelo do CFW-09...................................................................................20 6.2 Placa de Identificação............................................................................................................20

6.3 Diagrama interno da Configuração do CFW-09...................................................................21

6.4 Conexões de Sinal e Controle...............................................................................................22

6.5 Fiação de Potência/Aterramento e Fusíveis.........................................................................23 6.6 Conexões de Potência............................................................................................................23 6.7 Dados de Potência..................................................................................................................24 6.8 Bornes de Potência e Aterramento.......................................................................................24

7. Relês ........................................................................................................................................25

8. Botoeiras e Sinaleiros............................................................................................................26 8.1 Botões liso não iluminado.....................................................................................................26 8.2 Sinaleiros.................................................................................................................................26 8.2.1 Sinaleiros com LED integrado...............................................................................................26

9. Sensores..................................................................................................................................27 9.1 Sensor de proximidade indutivo...........................................................................................27 9.1.1 Especificação do sensor indutivo.........................................................................................27 9.1.2 Diagrama Elétrico do sensor indutivo do tipo PNP DW-AD-703-M18.................................28 9.1.3 Dados técnicos do sensor indutivo PNP DW-AD-703-M18..................................................28 9.2 Sensores de proximidade fotoelétricos................................................................................29

9.2.1 Princípios de operação..........................................................................................................29 9.2.2 Sensores de reflexão difusa com supressão de fundo.......................................................29 9.2.3 Diagrama elétrico do sensor de reflexão difusa com supressão de fundo......................29 9.2.4 Especificação do sensor M18 PNP LHK-1180-303..............................................................30 9.3 Sensores de proximidade ultra-sônicos...............................................................................30 9.3.1 Especificação do sensor M18 PNP URS-1180C-303 ...........................................................31 9.3.2 Informação Técnica................................................................................................................32

9.3.3 Diagrama elétrico do sensor ultra-sônicos retroflexivo.....................................................32

10. Fonte externa para o Campo.................................................................................................33 10.1 Bloco de Diagrama.................................................................................................................33 10.2 Especificações da Fonte MDR-60 ........................................................................................34 10.3 Especificação mecânica e Bornes de ligação.......................................................................34

11. Disjuntor..................................................................................................................................35 11.1 Como Interpretar o código do Disjuntor...............................................................................35 11.2 Esquema elétrico, dimesões e bornes de ligações.............................................................35 11.3 Identificação do Disjuntor......................................................................................................36 11.4 Acessórios para Disjuntor.....................................................................................................36 12 Diagrama Elétrico...................................................................................................................37 13 Lista de Componentes...........................................................................................................38 14 Conclusão...............................................................................................................................39 15 Referências Bibliográficas.....................................................................................................40

Introdução

A proposta da tarefa 5 do modulo projeto final da turma Automação 5, é elaborar um

pequeno projeto, escolhendo componentes de arquivos e manuais previamente estipulados, abaixo

segue os detalhes que servirão como base a elaboração desta tarefa.

Elaborar um projeto elétrico baseado nos manuais que foram enviados anexos e que atenda

as seguintes características e exigências:

- O diagrama deverá possuir em detalhes todas as ligações necessárias: Conexões da

Rede AC necessária, Fontes de alimentação, Alimentação de campo e do CLP, Código de todos os

componentes escolhidos (Conforme manuais - Já que os manuais estão em anexo: Fontes, sensores,

atuadores, CLP, etc.), devidas proteções elétricas (Fusíveis, disjuntores, Proteção dos canais do

CLP, etc.).

- O diagrama deve ser feito de forma individual de maneira que possa ser interpretado por

qualquer outra pessoa da área de atuação.

- O diagrama deve vir acompanhado de uma lista de materiais contendo o item, código do

produto, fabricante, quantidade, identificação no diagrama, além da marca e tipo.

- O circuito deverá ter um CLP SL500 da Allen-Bradlley Modular com os seguintes

dispositivos: Fonte, CPU, módulos DI mínimo para o projeto em questão, Módulos DO mínimo para o

projeto em questão, Módulos AI mínimo para o projeto em questão, Módulos AO mínimo para o

projeto em questão. Podem ser usadas placas mistas.

Os seguintes dispositivos devem ser inseridos no projeto:

4 sensores de proximidade (Alimentação 24 Vcc):

1 para detectar metais a uma distância de 10 mm no máximo;

1 para detectar líquidos a uma distância de 1 mm no máximo;

2 para detectar qualquer material não transparente numa esteira

3 Bornes Relés para serem fixados em trilho DIN (24 Vcc)

3 Botoeiras do tipo NA – contato momentâneo

1 Botoeira do tipo NA – com trava – Contato permanente

3 Sinaleiro de 24 Vcc

1 Motor trifásico de 1 HP( 220 Vac) com um DRIVE com as ligações necessárias para o

CLP ser capaz de executar os comandos: Start/ Stop; Inversão de sentido de Rotação e variação de

velocidade. Observação: Adicionar os Bornes relés (DIN) necessários para essas ações.

O resumo que se segue é apenas uma prévia das características dos dispositivos

escolhidos, não dispensando o uso de seus respectivos manuais.

1. Motor

O motor escolhido é do fabricante UNIVERSAL MOTORS.

1.1 Dados construtivos

Carcaça de Alumínio

CONSTRUÇÃO

Grau de proteção: IP55

Isolamento: CI.F

Aquecimento: 80k

Equilibragem: meia gaveta

Capots: chapa de aço estampado

Caixa de terminais: Altura de eixo 63 e 132 podem ser montadas no topo lado direito

ou esquerdo da carcaça

Restantes - execução standard - no topo da carcaça

Cor: Ral 5009

Tabela 1. Dados construtivos do motor trifásico

1.2 Tensão e Frequência

Fases TENSÃO E FREQUÊNCIA

3~ D 220-240V- 50HZ / 250-280V-/60HZ

Tabela 2. Referências de tensão e frequência

1.3 Esquema de ligação

Triângulo

Fig. 1 – Esquema de ligação em triângulo

8

1.4 Modelo/ Características do motor

3~400 V, 50Hz

Tipo de

Motor

Potência RPM In Rendimento

4/4

Cos

ᶲ Arranque

Tm

Tn Tn Ruído Peso

Kw Cv mim-1

A % 4/4 Ta/Tn Ia/In N.m Db(A) Kg

II Polos 3 000 rpm

Carcaça reduzida

BF31 71 M3 2 0,75 1 2730 1,83 72,0 0,82 2,2 6,0 2,4 2,6 65 7,0

Tabela 3. Características do motor trifásico BF31 71 M3 2

9

2. CLP

O CLP escolhido é um SLC500 da Allen-Bradlley Modular com suas características físicas

apontadas a baixo:

2.1 CPU

A tabela a seguir lista as instruções suportadas pelo controlador SLC 500 SLC 5/03, mod.

1747-L531.

Suporte instrução SLC 5/03

Bit •

Temporizador e controlador •

Comparação •

Matemática Básica •

Move, Copy, and Bit Shift •

Sequencer •

Jump e Sub-rotina •

mensagens •

STI •

FIFO/LIFO •

PID •

Matemática Avançada e Trigonometria •

Endereçamento Indireto •

Matemática de ponto flutuante •

ASCII •

Tabela 4. Instruções suportadas pelo controlador SLC 500 SLC 5/03

2.2 Recursos do processador SLC 5/03

A SLC 3/5 oferece:

• Tamanho da memória de programa de 8 K, 16 K, 32 K.

• Controle de até 4096 pontos de entrada e de saída.

• Programação on-line (inclui edição em run time).

• Canal DH-485 incorporado.

• Canal RS-232 incorporado, suportando:

- DF1 full-duplex para comunicação ponto-a-ponto; remotamente através de uma conexão

de modem, ou direto para a programação ou dispositivos de interface do operador. (Utilize um cabo

1747-CP3 para direta conexão.).

- Modem rádio DF1 para comunicação (ponto-a-ponto).

- DF1 half-duplex mestre / slave para o tipo SCADA de comunicação (ponto-a-multiponto).

- DH-485 (Serve como um segundo canal DH-485. Use uma Interface 1761-NET-AIC com

um 1747-CP3, 1761-CBL-AC00, ou 1761-CBL-AP00 cabo para se conectar a rede DH-485.).

- Comunicação com dispositivos Modbus RTU Mestre com Modbus RTU escravo.

- ASCII I / O para ligação a outros dispositivos ASCII, tais como código de barras leitores,

impressoras seriais e balanças.

10

• O canal para canal intermediário (DH-485 para DF1 full-duplex, DF1 half-duplex Mestre,

DF1 rádio modem, ou DH-485).

• E / S remota intermediário.

• DeviceNet intermediário.

• Relógio/ calendário em tempo real embutido.

• 2 ms de Interrupção Temporizada Selecionável (STI).

• 0,50 ms de interrupção de Entrada Discreta (DII).

• Os recursos avançados de matemática - trigonometria, PID, exponencial, ponto flutuante, e

a instrução de computação.

• endereçamento indireto.

• endereçamento lógico ASCII no CLP-5 mensagens do tipo.

• flash PROM fornece atualizações de firmware sem fisicamente mudando EPROMS.

• flash opcional módulo de memória EPROM disponível.

• chave seletora - RUN, REMote, PROGrama, (faltas claras).

• RAM alimentada por bateria.

• instruções adicionais, tais como troca e escala com os parâmetros (SLC 5/03 OS302

processador ou posterior).

• lista de multiponto (SLC 5/03 OS302 processador ou posterior).

• UL às normas de segurança dos EUA e Canadá, com a marca CE, C-Tick marcado.

2.3 Compatibilidade de memória do módulo

Cat. No. Descrição

Para uso com este tipo de

processador

SLC 5/03

1747-L531

1747-M13 Suporta até 64 K de memória

de backup de usuário

X

(Série C OS302 ou posterior)

Tabela 5. Compatibilidade de memória do módulo SLC 5/03

2.4 Estabelecer comunicação com o processador

Para estabelecer a comunicação entre o processador e seu computador pessoal.

Processor Procedimento

SLC 5/03

Conecte a interface de PIC-1747 do processador a porta serial do computador ou

conectar a interface do 1747-UIC do processador a porta USB do computador,

usando o 1747-C13 ou 1747-CP3. Você também pode usar um 1784-PKTX (D) ou

1784-PCMK interface, ou um cabo 1747-CP3 do canal 0 do processador para a

porta serial do computador.

Tabela 6. Estabelecendo comunicação com o processador

11

2.5 Canais de Conexões do processador

Processor Canal de comunicação física

DH-485 RS-232

SLC 5/03 canal 0 --------

DH-485 (1), DF1 full-duplex, mestre half-duplex DF1 /

escravo, ASCII, DF1 modem, rádio e Modbus RTU Mestre

protocolos

canal 1 DH-485 protocol

Tabela 7. Canais de conexões do processador

Defina os parâmetros de comunicação do software para combinar com os parâmetros

padrão do processador.

Canal de configuração 0 Canal de configuração 1

SLC 5/03 SLC 5/03

DF1 Full-duplex:

• handshaking não

• 19,2 Kbaud

• Verificação de erros CRC

• pacote duplicado, detectar on

• sem paridade

DH-485:

• 19,2 Kbaud

• endereço do nó = 1

Tabela 8. Tipos de padrões do processador

2.6 Identificando os Componentes do seu processador

A figura 2 mostra alguns dos componentes de hardware do SLC 5/03, processadores (1747-

L531, 1747-L532, e 1747-L533).

Fig. 2 - Visualização lateral e frontal da CPU SLC 5/03

12

A tabela 9 fornece uma explicação geral de cada indicador de status do processador no

SLC 5/03.

Indicador Status Processor

Quando For Indica que

RUN (Cor: verde)

Ligado (estável) O processador está no modo de operação.

Intermitente (durante a operação)

O processador está transferindo um programa da RAM para o módulo de memória.

Desligado O processador está em um modo que não executa.

FLT (Cor: vermelho)

Intermitente (na inicialização) O processador não foi configurado.

Intermitente (durante a operação)

O processador detecta um erro maior qualquer no processador, chassis ou memória.

Ligado (estável) Um erro fatal está presente (sem comunicação).

Desligado Não há erros.

BATT (Cor: vermelho)

Ligado (estável) A tensão da bateria caiu abaixo de um nível limiar, ou a bateria está ausente ou não conectado.

Desligado A bateria é funcional.

FORCE (Cor: âmbar)

Intermitente Um ou mais endereços de entrada ou de saída foram forçados a um estado On ou Off, mas as forças não foram habilitados.

Ligado (estável) As forças foram habilitadas.

Desligado Não há força presente ou habilitada.

DH-485 (Cor: verde)

Ligado (estável) O bit Comunicação Ativo (S: 1/7) é definido no arquivo de status do sistema e do processador está ativamente na comunicação por rede DH-485.

Intermitente O processador está tentando estabelecer uma comunicação, mas não existem outros nós ativos na rede DH-485.

Desligado Um erro fatal está presente (sem comunicação).

RS-232 (Cor: verde)

Ligado (piscando) DF1/Modbus RTU modo Master/ASCII

A SLC 3/5 está transmitindo na rede.

Desligado DF1/Modbus RTU modo Master/ASCII

A SLC 3/5 não está transmitindo na rede.

Ligado (estável) Modo DH-485

O bit Comunicações Ativo (S: 33/4) é definida no arquivo de status do sistema e do processador está ativamente na comunicação por rede DH-485.

Intermitente Modo DH-485

O processador está tentando estabelecer uma comunicação, mas não existem outros nós ativos na rede DH-485.

Desligado Modo DH-485

Um erro fatal está presente (sem comunicação).

Tabela 9. Indicadores de status do processador no SLC 5/03.

13

3 Escolha das I/O

Pela presente configuração estipulada na tarefa 5 de projeto final, as seguintes entradas e

saídas foram escolhidas a seguir:

A tabela 10 mostra a quantidade de entradas e saídas estipuladas na tarefa 5:

I/O N° de

elementos Seleção Mod.:

V/A Watts per

Point Min

Watts Total Watts

DI 8 1746-IB8

24V/0.010 0.20 0.250 1.90

DO 6 1746-OB8 24V/0.00 0.775 0.675 6.90

AO 2 1746-NIO4V 24V/ 0.120 --- --- 2,88

Tabela 10. Módulos de entradas e saídas selecionados

3.1 Especificações para módulo de entrada, 1746-IB8.

Atributo Valor

1746-IB8

Categoria de tensão 24V de entrada de sinal dc (Sink)

Numero de entradas 8

Pontos comuns 8

Tensão de operação 10...30V dc (sink)

Consumo de corrente Backplane 5V dc 0.050 A

24V dc 0.0 A

Atraso do sinal, max On = 8 ms Off = 8 ms

Estado-Off de tensão, max 5.0V dc

Estado-Off de corente, max 1 mA

Corrente de entrada 8 mA at 24V dc

Tabela 11. Especificação do módulo de entrada 1746-IB8.

Fig. 3 - Típica ligação do módulo 1746-IB8

14

3.2 Especificações para Módulo de Saída 1746-OB8

Atributo Valor

1746-OB8

Número de saídas 8

Pontos comum 8

Categoria de tensão 24V dc sinal de saída

Tensão de operação 10...50 (source)

Consumo de corrente Backplane 5V dc 0.135 A

24V dc 0.0 A

Atraso do sinal, max. carga resistiva. On = 0.1 ms Off = 1.0 ms

Estado-Off fuga, max 1 mA

Carga min, corrente 1 mA

Corrente Contínua por Ponto 1.0 A at 30 °C (86 °F) 0.50 A at 60 °C (140 °F)

Corrente Contínua por modulo 8.0 A at 30 °C (86 °F) 4.0 A at 60 °C (140 °F)

Estado-On queda de tensão Max. 1.2V at 1.0 A

Corrente de pico por ponto 3.0 A for 10 ms

Tabela 12. Especificações do módulo de Saída 1746-OB8

Fig. 4 - Típica ligação do módulo 1746-OB8

15

3.3 Especificação para módulo de saída analógica 1746-NIO4V

Catalogo 1746- NIO4V

Canais de Entrada por Módulo 2 diferenciais, tensão ou corrente selecionável por canal, não isoladas individualmente.

Canais de saída por Módulo 2 saídas de tensão, não isolados individualmente

Consumo de corrente Backplane

5V(max.) 55 mA

24V(max.) 115 mA

Tolerância de Alimentação Externa de 24 Vcc NA

Especificações do Circuito entrada Corrente

-20 to +20 mA Faixa de Entrada (Operação Normal)

-30 to +30 mA Corrente de Entrada Máxima absoluta

Especificações Corrente do Circuito saída

0 to +32764 Corrente de saída de codificação (0 to +21 mA - 1 LSB)

0 to +20 mA Faixa de saída (Normal)

Tabela 13. Especificação do módulo de saída analógica 1746-NIO4V

Siga estas diretrizes a fiação do módulo.

• Utilize cabo de comunicação blindado (Belden 8761) e manter comprimento tão curto

quanto possível.

• Ligue apenas uma extremidade da blindagem do cabo para terra.

• Os canais não são isoladas umas das outras. Todos comuns analógico são ligados entre si

internamente.

• O módulo não fornece alimentação para as entradas analógicas.

• Use uma fonte de energia que corresponde ao transmissor (sensor) especificações.

Fig. 5 - Típica ligação do módulo 1746-NIO4V

16

4 Fonte da CPU

Para selecionar uma fonte de alimentação, você precisa:

• especificações de fornecimento de energia.

• folha de cálculo da fonte de alimentação, uma para cada chassis.

• SLC 500 Guia de Seleção Systems, publicação 1747-SG001.

Ao configurar um sistema modular, você deve ter uma fonte de alimentação para cada

chassi. A configuração do sistema cuidadosa irá resultar na melhor desempenho. O carregamento

excessivo das saídas da fonte de alimentação pode causar um desligamento da fonte de alimentação

ou falha prematura.

Folha de cálculo da fonte de alimentação.

Tabela 14. Folha de cálculo da fonte de alimentação

17

4.1 Modelo de fonte de alimentação 1746-P2

Para fontes de alimentação CA, a seleção 120/240V é feita por um jumper. Coloque a

ligação em ponte para coincidir com a tensão de entrada. Certifique-se que o jumper de alimentação

está na posição correta antes de fornecer energia ao sistema SLC 500 ou pode resultar em lesões

pessoais ou danos ao sistema.

Fig. 6 - Fonte da CPU 1746-P2 com jumper indicando entrada de alimentação 120V

4.2 Especificação da fonte 1746-P2

Esta seção fornece especificações para o SLC 500 fontes de alimentação.

Atributo Valor

1746-P2

Tensão da linha 85...132/170...265V ac, 47...63 Hz

Requisito de energia típica linha 180VA

Corrente de partida, max 20 A

Capacidade de corrente interna 5 A em 5V dc 0.96 A em 24V dc

Fusível de proteção 1746-F2 ou equivalente

Capacidade de corrente em 24 Vcc 200 mA

Faixa de alimentação em 24dc 18...30V dc

Proteção de Sobrecarga fornecido pelo dispositivo, max

15 A

Temperatura ambiente em operação 0 °C...60 °C (32 °F...140 °F) capacidade atual é reduzida em 5% acima de 55° C (131°F)

Isolamento 1800Vac RMS para 1 s

Tempo de Processamento do CPU 20 ms (carga total) 3000 ms (sem carga)

Tabela 15. Especificação da fonte

18

5 Chassi Modular para 4 slots

O chassi aloja o controlador e os módulos de E/S, todos os componentes deslizam

facilmente para dentro do chassi através de guias formadas dentro do mesmo. Pelos dispositivos

escolhidos a cima, o chassi mais adequando é o 1746-A4 que suporta 4 slots.

Fig. 7 Dimensões do chassi 1746-A4

19

6 Inversor de Frequência

O inversor de frequência CFW-09 é um produto de alta performance o qual permite o

controle de velocidade e torque de motores de indução trifásicos. Característica central deste produto

é a tecnologia “Vectrue”, a qual apresenta as seguintes vantagens:

Controle Escalar (V/F), VVW ou controle Vetorial programáveis no mesmo produto;

O Controle Vetorial pode ser programado como “Sensorless” (o que significa motores

padrões, sem necessidade de encoder) ou como Controle Vetorial com Encoder no motor;

O Controle Vetorial Sensorless permite alto torque e rapidez na resposta, mesmo em

velocidades muito baixas ou na partida;

Função “Frenagem ótima” para o Controle Vetorial, permitindo a frenagem controlada

do motor sem usar resistor com chopper de frenagem;

Função “Auto Ajuste” para o Controle Vetorial, permitindo o ajuste automático dos

reguladores e parâmetros de controle a partir da identificação (também automática) dos parâmetros

do motor e da carga utilizados.

Pelas configurações do motor trifásico escolhido, segue modelo de inversor selecionado:

6.1 Especificação do Modelo do CFW-09

Funções Especificação Cod.

Inversor de Frequência WEG Série 09 CFW-09

Corrente nominal de saída para torque constante (CT): 6 A 0006

Alimentação trifásica de entrada 3~ T

Tensão de alimentação de entrada: 220 a 230 V 2223

Idioma do manual: português P

Opcionais: standard S

Dígito Indicador de final de codificação final de codificação Z

Tabela 16. Especificação do modelo de inversor

Pela tabela a cima, teremos a seguinte especificação do modelo de inversor de frequência:

CFW090006T2223PSZ

Obs.: Colocar sempre a letra Z no final.

6.2 Placa de Identificação

Fig. 8 – Placa de identificação

20

6.3 Diagrama interno da Configuração do CFW-09

O bloco diagrama a seguir proporciona uma visão de conjunto do CFW-09:

Fig. 9 - Diagrama interno da configuração do CFW-09

21

6.4 Conexões de Sinal e Controle

Fig. 10 – Conexão de sinal de controle

NOTA!

Para usar as entradas digitais como ativo baixo é necessário remover o jumper entre XC1:8

e XC1:10 e colocar entre XC1:7 e XC1:9.

Fig. 11 – Posição dos Jumpers para seleção (0 a 10)V ou (0 a 20)mA/ (4 a 20) mA

22

Como padrão as entradas analógicas são selecionadas na faixa de (o a 10)V. Estas podem

ser mudadas usando a chave S1.

Tabela 17. Configurações dos jumpers

6.5 Fiação de Potência/Aterramento e Fusíveis

CT - Torque Constante / VT - Torque Variável

Tabela 18. Fiação / Fusíveis recomendados - usar somente fiação de cobre (70 ºC)

6.6 Conexões de Potência

Fig.12 – Conexões de potência e aterramento

23

6.7 Dados de Potência

Especificações técnicas (elétricas e mecânicas) da linha de inversores CFW-09 do modelo

CFW090006T2223PSZ

Obs.: CT = Torque Constante VT = Torque Variável

Padrão de fábrica

Tabela 19. Dados de potência do inversor

6.8 Bornes de Potência e Aterramento

R, S, T: Rede de alimentação CA. Os modelos até 10 A(inclusive) na

tensão 220-230 V podem operar em 2 fases (operação monofásica) sem redução da corrente

nominal. A tensão de alimentação CA neste caso pode ser conectada em dois de quaisquer dos três

terminais de entrada.

U, V, W: Conexão para o motor.

-UD: Polo negativo da tensão do Link CC.

BR: Conexão para resistor de frenagem.

+UD: Polo positivo da tensão do Link CC.

DCR: Conexão para indutor do Link CC externo (opcional).

PE: Terra de proteção.

Modelo da mecânica 1

Fig. 13 - Modelo de mecânica escolhido

24

7 Relês

Nos sistemas atuais de automação, PLCs, são o núcleo da indústria. Ligam sensores e

atuadores para o processo, que estão ligados ao PLC através de fios convencionais. No entanto,

estes PLCs não estão completamente isolados do ambiente industrial, portanto, picos de tensão e

correntes transitórias podem afetar suas funções operacionais. Assim, com o objetivo de se adaptar a

tensão de aplicação e / ou corrente e proporcionar assim o isolamento galvânico direito para o PLC, é

recomendado instalar nas interfaces I / O, proporcionando tanto adaptação de nível de tensão-

corrente e da proteção de isolamento.

Fig. 14 - Demonstrativo de isolamento por relé entre dispositivos

Pelas configurações do projeto o modelo relés mais adequados estão na tabela a seguir

Tipo de entrada DC input

Tensão nominal 24 VDC

Tipo de contato 1 NA

Tipo de conexão Parafuso

Número de relés 1

Corrente nos contatos 10mA - 6A

Espaçamento (mm) 12

Series R600

Aprovações disponíveis

Particularidades R

Tipo de produto RB 101AR-24VAC/DC

Cód. 1SNA 645 019 R0400

Tabela. 20 Especificação dos relés

Descrição dos tipos de contato e descrição particularidades, fig.15a, fig.15b

Fig.15a - Tipo de contato Fig. 15b descrição particulares

25

8 Botoeiras e Sinaleiros

De acordo com a listagem do projeto teremos os seguintes botões:

8.1 Botões liso não iluminado 1)

Fig. 16 - Botão Linha compacta - furação 22 mm

Contatos auxiliares de impulso com retenção

1 NA CP1-10_-10 CP2-10_-10

1) Necessário definir a letra referente à cor.

Tabela 21. Modelos dos botões

8.2 Sinaleiros

De acordo com a listagem do projeto teremos os seguintes sinaleiros

Fig. 17 - Sinaleiro Linha compacta - furação 22 mm

8.2.1 Sinaleiros com LED integrado

Tensão nominal

Corrente nominal Luminância Cor Tipo

24 Vc.a/c.c. 15 mA 60 mcd Vermelha CL-502R 15 mA 126 mcd Verde CL-502G 15 mA 60 mcd Amarela CL-502Y

Tabela 22. Especificações dos sinaleiros

26

9 Sensores

Através da lista apresentada para estabelecer os tipos de sensores para esta tarefa, que

tem como finalidade as seguintes funções: Um sensor para detecção de metais, um para detectar

líquidos e dois para detecção de qualquer tipo de material.

9.1 Sensor de proximidade indutivo

A bobina de um circuito oscilador convencional, nos sensores de proximidade, gera um

campo magnético da alta frequência que surge da face sensorial. Qualquer objeto metálico

encontrado neste campo absorve uma parte da energia que é detectada e avaliada pela eletrônica

interior (fig.18 ).

Fig. 18 - Funcionamento do sensor indutivo

9.1.1 Especificação do sensor indutivo

Fig. 19 - Especificação do sensor indutivo

27

9.1.2 Diagrama Elétrico do sensor indutivo do tipo PNP DW-AD-703-M18

Fig. 20 - Diagrama do Sensor indutivo tipo PNP

9.1.3 Dados técnicos do sensor indutivo PNP DW-AD-703-M18

Tabela 1 referente ao catálogo de sensores indutivos da Contrinex

Tabela 23. Especificação do sensor indutivo PNP da tabela 1 do catálogo da Contrinex

28

9.2 Sensor de proximidade fotoelétrico

9.2.1 Princípios de operação

O diodo de emissão (LED) emite um feixe de luz modulada na direção do alvo. Este feixe é

interrompido pelo alvo causando uma reflexão parcial. Uma pequena parte da luz refletida atinge a

face do receptor. Dependendo do princípio de operação, ou o feixe interrompido ou a luz refletida é

usado para o processamento posterior.

Fig. 21 - Blocos funcionais essenciais do sensor de proximidade fotoelétrico.

9.2.2 Sensores de reflexão difusa com supressão de fundo

Estes sensores funcionam de uma maneira semelhante aos sensores de reflexão difusos

energéticos, mas usam o ângulo de incidência em vez da quantidade de luz refletida. Por esta razão,

a distância de operação apenas depende em pequena parte da dimensão do alvo, cor ou superfície

de estrutura. O alvo pode assim, ser facilmente reconhecido mesmo perante um fundo claro.

9.2.3 Diagrama elétrico do sensor de reflexão difusa com supressão de fundo

Fig. 22 - Diagrama do sensor FM18 PNP 120mm

29

9.2.4 Especificação do sensor M18 PNP LHK-1180-303

Fig. 23 - Especificação do sensor M18 PNP LHK-1180-303

9.3 Sensores de proximidade ultra-sônicos

São empregados sempre que as distâncias têm de serem medidas no ar, já que estes não

detectam apenas objetos, mas poderão sim indicar e avaliar a distância absoluta entre eles e os

objetos. Os sensores de proximidade ultra-sônicos enviam impulsos ultra-sônicos em intervalos

cíclicos. Se estes são refletidos num objeto, o eco resultante é recebido e convertido em sinal elétrico.

A detecção do eco recebido é dependente da sua intensidade, ele próprio dependente da distância do

sensor ao objeto. Os sensores funcionam de acordo com o princípio do atraso do eco, isto é, o tempo

de atraso entre os impulsos emitidos e os do eco são avaliados. Com os sensores de proximidade

ultra-sônicos trabalhando como sensores unidirecionais (barreira), entretanto, o emissor envia um

som permanente e bastante focalizado em direção do receptor. Este avalia o sinal ultra-sônico e ativa

a saída assim que o som é interrompido pelo objeto.

30

Os objetos a serem detectados podem ser sólidos, líquidos, granulares ou pós. O material poderá ser

transparente ou colorido, de qualquer formato, e com superfície polida ou fosca.

9.3.1 Especificação do sensor M18 PNP URS-1180C-303

Fig. 24 - Especificação do sensor de proximidade ultra-sônicos M18 PNP URS-1180C-303

31

9.3.2 Informação Técnica

Tabela 24. Dados técnicos do sensor ultra-sônico

9.3.3 Diagrama elétrico do sensor ultra-sônicos retroflexivo

Fig. 25 - Diagrama do sensor ultra-sônico M18 PNP 0...200mm

32

10 Fonte externa para o Campo

A fonte externa para o campo tem como finalidade a alimentação dos dispositivos de campo

assim como as botoeiras, bobinas dos relés, sinaleiros e sensores, no caso dos nossos dispositivos

estabelecidos, a fonte adequada para fornecer essa alimentação tem as seguintes características.

Características: Fonte MDR-60 MEAN WELL

Uma linha Universal completa input / AC

Proteções: Curto-circuito / sobrecarga / sobre tensão

Resfriamento por convecção do ar livre

Pode ser instalado em trilho DIN TS-35/7.5 ou 15

NEC classe 2 / LPS compatível (24V, 48V apenas)

LED indicador de energia ligado

DC relé de contato

Sem consumo de potência da carga <0.75W

100% da carga total em queima de teste

Fig. 26 - Fonte AC/DC MDR-60 fixada em trilho DIN

10.1 Bloco de Diagrama

Fig. 27 - Bloco Diagrama

33

10.2 Especificações da Fonte MDR-60

Modelo MDR-60-24

OUTPUT

Tensão dc 24V

Corrente Nominal 2.5A

Faixa de Corrente 0 ~ 2.5A

Potência Nominal 60W

Ondulação e ruído

(Max.) Note.2 150mVp-p

Faixa de Tensão de

Ajuste 24 ~ 30V

Tolerância de Tensão

Note.3 1.0%

Regulação de Linha 1.0%

Regulação da Carga 1.0%

SETUP, Tempo de

Subida Note.5

500ms, 30ms/230VAC/ 500ms, 30ms/115VAC em carga

completa

Tempo reação 50ms/230VAC/ 20ms/115VAC em carga completa

INPUT

Faixa de Tensão 85 ~ 264VAC 120 ~ 370VDC

Faixa de Frequência 47 ~ 63Hz

Eficiência (Typ.) 88%

Corrente ac (Typ.) 1.8A/115VAC 1A/230VAC

Corrente de Pico ARRANQUE A FRIO 30A/115VAC 60A/230VAC

Corrente de Fuga <1mA / 240VAC

Proteção

Sobrecarga

105 ~ 150% de potência de saída nominal

Proteção: Corrente constante limitador, recupera

automaticamente após a condição de falha é removida

Sobretensão

31.2 ~ 36V

Tipo de proteção: Desligue o / p tensão, ou power-on para

recuperar

Tabela 25. Especificações da Fonte MDR-60-24

10.3 Especificação mecânica e Bornes de ligação

Fig. 28 - Especificação mecânica e Bornes de ligação

34

11 Disjuntor

Para segurança das instalações e garantia absoluta da proteção contra curtos-circuitos e

sobrecarga é de fundamental importância especificar os disjuntores de forma adequada, seguindo

rigorosamente as normas atualmente existentes.

A norma NBR IEC 60947-2 especifica: disjuntores para serem manipulados por pessoas qualificadas,

ou seja, com formação técnica, e para sofrerem ajustes e manutenção (normalmente instalações

industriais ou similares).

Para nosso projeto, precisaremos 3 disjuntores:

Tipo Função Modelo

Bipolar 10A Ligação entre fases e Inversor 5SX1 210-7

Bipolar 2A Ligação entre fases e Fonte externa 5SX2 202-7

Bipolar 4A Ligação entre fases e Fonte da CPU 5SX2 204-7

Tabela 26. Disjuntores escolhidos no projeto

11.1 Como Interpretar o código do Disjuntor

Fig. 29 - Interpretação do código do disjuntor

11.2 Esquema elétrico, dimesões e bornes de ligações

Fig. 30 - Esquema elétrico, dimesões e bornes de ligações

35

11.3 Identificação do Disjuntor

Fig. 31 - Identificações do disjuntor

11.4 Acessórios para Disjuntor

Fig. 32 - Kit adaptador DIN

36

12 Diagrama Elétrico

Fig. 33 - Diagrama Elétrico

37

13 Lista de Componentes

Tabela 26. Lista de componentes

38

14 Conclusão

Um bom desenvolvimento na elaboração de um projeto, faz necessário uma boa pesquisa

nos manuais, e até mesmo a busca em outras fontes como a internet, que dá uma gama de dados

que nos permite juntar o máximo de informações e interliga-las, adquirindo conhecimento e habilidade

para novos desafios.

Após escolhermos todos os dispositivos, pode-se perceber que neste resumo foi dado um

parâmetro das especificações dos equipamentos, uma breve explicação de cada um deles, e claro

que para fazer a montagem física deste projeto não desprezaremos o uso minucioso dos manuais

dos equipamentos.

Vimos que para o controle do motor trifásico, usamos um inversor de frequência que através

do CLP enviará os comandos de ligar, alterar velocidade e direção. Os módulos de entrada e saída,

foram escolhidos com o mínimo de canais exigidos, pelos dispositivos estipulados no projeto.

Este trabalho nos deu uma ideia de como é feito um projeto, mesmo que de simples

elaboração, mas com uma base do que se propõem o módulo deste curso.

39

15 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

UNIVERSAL MOTORS, Equipamentos eletromecânicos SA. Catálogos de Motores 2009.

ALLEN-BRADLEY, SCL500 Estilo de Hardware Modular. Publicação 1747-UM011G-EN-P -

Junho 2008.

ALLEN-BRADLEY, Instruções de instalações, Módulos digitas I/O. Publicação 1746-

IN027C-EN-P - Agosto 2008.

ALLEN-BRADLEY, SLC 500 Módulo de canal analógico I / O. Publicação 1746-UM005B-

EN-P - Junho 2004.

WEG, Manual do Inversor de Frequência CFW-09, Documento: 0899.5298 / 12, 09/2008.

ABB Relés e opto acopladores. 2CDC110004C0207. ABB Catálogo Técnico, Sinalização e comando, 600-06/2007-2. CONTRINEX, Sensores de proximidade indutivos, fotoelétricos e ultra-sônicos, Catálogo 2006-001-180-BR. MEAN WELL, 60W Único Produção Industrial alimentação em calha DIN, série MDR-60 -SPEC 2008/03/10. SIEMENS LTDA, Catalogo 5SX1_ FEV_10_CS4.indd 5-8 9/10/10 6:21 PM Mini Disjuntores 5SX, 5SP e 5SY, Proteção de instalações elétricas de baixa tensão.

40