Método cascata

4 – MÉTODO DE DESENVOLVIMENTO CASCATA EM CIRCUITOS PNEUMÁTICOS

4.1 – Introdução e metodologia de resolução “Cascata”

Com o avanço tecnológico e o crescente uso da pneumática no meio industrial, foram surgindo novas metodologias de desenvolvimento de circuitos pneumáticos.

Diferentemente do método intuitivo para resolução de circuitos pneumáticos, o método cascata nos permite seguir um “roteiro”, ou uma metodologia pré-estabelecida.

De uma forma geral, podemos seguir as seguintes regras:

1º Passo – Estabelecer a seqüência dos movimentos na forma algébrica do diagrama “Trajeto x Passo”.

2º Passo – Dividir a seqüência de movimentos em grupos (G). Obs.: Letras iguais não podem pertencer ao mesmo grupo.

3º Passo – O número de linhas auxiliares (L) deve ser igual ao número de grupos (G).

4º Passo – O número de grupos menos 1, é o número de válvulas inversoras (I).Nota: Válvulas inversoras são válvulas de memória, cuja função é de fornecer ar às linhas auxiliares.Ex.: 3 grupos I = G – 1 I = 2 válvulas inversoras.

5º Passo – Verificar o último movimento:5.1 - Se o último movimento pertencer ao primeiro grupo, desenhar o circuito cascata com ar na primeira linha;5.2 - Se o último movimento pertencer ao último grupo, desenhar o circuito cascata com ar na última linha.

6º Passo – As válvulas de sinais, cuja função é mudar de linha, ficam sempre abaixo das mesmas.

7º Passo – A confirmação de fim de ciclo é feito colocando-se o uma válvula de rolete acionado pelo último movimento em série com o botão de partida.

8º Passo – Embora não exista um número máximo de grupos (mas sim um número mínimo: 2), e conseqüentemente de linhas, recomenda-se respeitar um limite de máximo de 5 linhas auxiliares.

Vamos verificar mais detalhadamente como se processa cada passo abordado acima.

No primeiro passo, estabelecer a seqüência algébrica dos movimentos, significa atribuir ao avanço do cilindro, o símbolo “+”, enquanto o símbolo “-”, é atribuído ao retorno do cilindro.

No segundo passo, a divisão de grupos surge de forma natural, apenas observando a não repetição de letras iguais no mesmo grupo.

Veja os exemplos:

(a) A+ B+ B- A-

Temos portanto: Grupo 1 A+ B+ Grupo 2 B- A- , Logo, G = 2.

(b) A+ B+ / B- A- / B+ / B- 1 2 3 4 G = 4.

(c) A+ B+ / A- / A+ B- / A- / A+ C+ / C- A- 1 2 3 4 5 6 G = 6.

Quanto ao terceiro passo, temos que, o número de linhas auxiliares (L) deve ser igual ao número de grupos (G), portanto, L = G,

(a) L = 2

(b) L = 4

(c) L = 6

O quarto passo refere-se ao número de válvulas inversoras (I), ou seja, I = G – 1,

(a) I = 2 – 1 = 1 (uma válvula inversora)

(b) I = 4 – 1 = 3 (três válvulas inversoras)

(c) I = 6 – 1 = 5 (cinco válvulas inversoras)

O quinto e sexto passo deve ser observado, utilizando válvulas de memória de 4 ou 5 vias com 2 posições e acionamento por duplo piloto.

Obs.: Verificar a qual grupo pertence o último movimento.(1) Se o último movimento pertencer ao primeiro grupo, deve-se

ter ar na primeira linha, conforme exemplo:

A+ B+ / B- C+ / C- D+ A- / D- 2 3

1Nesta condição, o último

movimento faz parte do grupo de comando número 1, portanto, a última válvula de memória passa a alimentar a primeira linha.

Obs.: Neste caso, há 3 grupos (G = 3), portanto, 3 linhas auxiliares (L = 3), e 2 válvulas inversoras (I = 2).

(2) Agora vamos considerar que o último movimento pertence realmente ao último grupo, portanto, deve-se ter ar na última linha, conforme exemplo:

A+ B+ / A- / A+ / B- A+ / A- B- 1 2 3 4 5

Nesta condição, o último movimento faz parte do último grupo, portanto, a última válvula de memória passa a alimentar a última linha.

Obs.: Neste caso, há 5 grupos (G = 5), portanto, 5 linhas auxiliares (L = 5), e 4 válvulas inversoras (I = 4)

4.2 – Aplicação do método “Cascata”

Vamos verificar por completo agora, uma aplicação do comando cascata. Para isto, tomaremos a seguinte seqüência algébrica (assumindo um ciclo contínuo, com acionamento inicial por uma válvula 3/2 vias, acionamento por botão):

A+ B+ B- C+ C- A-

Dividindo a minha aplicação em grupos, obtenho:

A+ B+ / B- C+ / C- A- 1 2 3 Portanto, 3 grupos de comando (G = 3)

Temos então, 3 grupos de comando, 3 linhas auxiliares (L = 3) e 2 válvulas de memória (inversoras).

Como a última divisão coincide com o final da seqüência, a última válvula inversora pressuriza a última linha de comando.

Podemos acrescentar agora os elementos de trabalho e seus respectivos elementos de comando.

Veja como fica:

No método cascata, todas as válvulas de sinais e de processamento de sinais são alimentadas pelos grupos de comando.

O botão de partida está alimentado pelo último grupo, e sua função no circuito consiste em realizar a transferência da pressão do último para o primeiro grupo, iniciando dessa forma, a seqüência (A+).

A seguir, precisamos colocar no final de curso do cilindro A, uma válvula que dê o sinal para o próximo movimento da sequência, (B+). É importante notar que, quando A avança totalmente, aciona

b2 (que é alimentada pelo grupo 1, ao qual está pressurizado no momento).

O cilindro B chegando ao final do seu movimento deve enviar um sinal para o próximo passo da sequência (B-). Nesse momento, ainda é o grupo 1 quem está pressurizado, portanto, é esse grupo que alimentará a válvula do final de curso de B. Em função disso, essa válvula (b1) não poderá pilotar diretamente “12” de b0, pois dessa forma, teríamos contra-pressão em b0. Logo, essa válvula irá efetuar uma mudança no comando cascata, despressurizando o grupo 1 e pressurizando o grupo 2.

Veja como fica:

Com a chegada de B ao seu início de curso, é necessário ter outra válvula para comandar o próximo passo da seqüência (C+).

É importante verificar que nesse momento o grupo de comando cascata que está pressurizado é o segundo.

Portanto, a válvula do início de curso de B (c2), deverá ser alimentada pelo grupo 2.

Vejamos como fica o circuito quando c2 é acionado:

Após o avanço de C, deve haver uma válvula que envie um sinal para efetuar o retorno de C. Esta válvula será c1 e estará alimentada pelo grupo 2. A válvula c1 também fará a mudança no comando cascata, pressurizando dessa forma, o grupo 3.

Teremos então:

Com o retorno de C, precisamos de uma válvula que envie um sinal para o último movimento da seqüência (A-). Essa válvula (a1) deverá ser alimentada pelo grupo 3, pois é o grupo pressurizado no momento.

Assim, teremos:

A seguir, é apresentado o esquema pneumático completo, com todos os componentes na sua posição inicial.

4.3 – Exercício

1) Resolver aplicando o comando cascata.

Seqüência algébrica: A+ B+ B-A-

Condições: (a) Ciclo contínuo;(b) Emergência de despressurização total.