Ficha 02 · Circuitos, manutenção, eficiência

Parte I · Circuitos sequenciais

Exercício 1 · Sequência A+ B+ A− B− (15 pts)

Tens 2 cilindros duplo efeito (A e B) que devem executar a sequência A+ B+ A− B− (A avança, B avança, A recua, B recua) automaticamente após premir botão start.

a) Lista os componentes mínimos (válvulas, sensores). b) Descreve a sequência por meio de diagrama trajecto-passo (estado dos cilindros em cada passo). c) Indica qual o método mais simples de implementação moderna.

Exercício 2 · Comando bi-manual (10 pts)

Numa prensa pneumática para segurança do operador:

a) Porquê é necessário comando bi-manual? b) Como se implementa em pneumática pura? c) Como se implementa com PLC + relé de segurança?

Parte II · Comando eléctrico

Exercício 3 · Electroválvula (10 pts)

a) Que parâmetros eléctricos é importante conhecer numa electroválvula? b) Como diagnosticar se uma electroválvula está avariada? c) Numa máquina, vê-se que uma electroválvula 24V CC tem a bobina em curto. Como se detecta?

Parte III · Manutenção e fugas

Exercício 4 · Auditoria de fugas (15 pts)

Numa fábrica com sistema pneumático medem-se as seguintes fugas: - 3 fugas de Ø 1 mm (a 6 bar). - 2 fugas de Ø 2 mm (a 6 bar). - 1 fuga de Ø 3 mm (a 6 bar).

Estima-se que cada fuga de: - Ø 1 mm → 60 L/min. - Ø 2 mm → 240 L/min. - Ø 3 mm → 540 L/min.

Sistema opera 24/7 (8760 h/ano). Custo da energia: 0,15 €/kWh. Eficiência do compressor: 1 kWh produz ~120 L de ar a 7 bar.

a) Caudal total perdido. b) Energia anual desperdiçada. c) Custo anual. d) Reparação custa estimada 200 € (mão-de-obra + peças para todas as fugas). Payback?

Exercício 5 · Manutenção preventiva (15 pts)

Elabora um plano de manutenção preventiva anual completo para um sistema pneumático industrial com: - 1 compressor parafuso 22 kW. - 1 reservatório 500 L. - 1 secador refrigeração. - Rede de canalização ~200 m em alumínio. - 15 pontos de uso com FRL local. - 30 cilindros pneumáticos. - 40 electroválvulas.

Parte IV · Eficiência energética

Exercício 6 · Optimização (10 pts)

Numa fábrica observas: - Compressor trabalha 24/7 mesmo nos fins-de-semana. - Pressão regulada a 8 bar, mas equipamentos funcionam bem a 6 bar. - Ar comprimido é usado para "soprar" peças e limpar bancadas.

Propõe 3 acções de optimização energética com poupança estimada.

Exercício 7 · Cálculo de consumo (10 pts)

Um cilindro pneumático Ø 50 mm × 200 mm de curso, duplo efeito, executa 30 ciclos/minuto (1 avanço + 1 recuo = 1 ciclo) a 6 bar. Calcula:

a) Volume de ar consumido por ciclo (m³). b) Caudal médio (m³/min e Nm³/h). c) Em 8h de operação contínua, energia eléctrica gasta (assumir compressor 7 m³/kWh a 6 bar).

Parte V · Aplicação real

Exercício 8 · Projecto de melhoria (15 pts)

Numa pequena empresa de carpintaria usas pneumática para: - 5 prensas pneumáticas Ø 80 mm. - 2 pinças pneumáticas em robôs. - Sopragem para limpeza de bancadas (4 postos). - Pistola de impacto pneumática para parafusos.

Compressor: pistão 5,5 kW, 7 bar, reservatório 200 L. Funciona 100% do tempo.

Identifica: a) 3 problemas prováveis (sem inspecção fica em hipótese). b) 3 melhorias a implementar. c) Investimento estimado e retorno em 1 ano.