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Este artigo mostra como esta ferramenta pode ser de grande valia para o engenheiro mecatrônico

Projete e simule dispositivos de controle da manufatura e processos utilizando os recursos do novo NI Multisim em sua versão 10.1, que não só contém uma vasta biblioteca de recursos eletrônicos, como também a possibilidade de se trabalhar com hidtráulica, dispositivos eletromecânicos e até pneumática. Este artigo mostra como esta ferramenta pode ser de grande valia para o engenheiro mecatrônico



Diferentemente do que possam pensar, muitos daqueles que utilizaram em seus estudos ou mesmo na prática de projetos eletrônicos, o antigo EWB (Electronics Workbench), agora a sua nova versão que comporta o NI Multisim, da National Instruments, consiste numa poderosa ferramenta para projetos e simulações mecatrônicas.

A nova versão (10.1) além de contar com recursos de controle como microprocessadores, microcontroladores, DSPs e CLPs, também dispõe de recursos que permitem trabalhar com hidráulica e pneumática. O exemplo de projeto feito no NI Multisim 10.1 que mostramos aqui serve para ilustrar as novas possibilidades que este software abre para a mecatrônica.

O NI Multisim não consiste somente de um software de eletrônica, como muitos estão acostumados. Em sua versão 10.1 ele contém uma vasta biblioteca de componentes sofisticados como DSPs, microcontroladores e até mesmo CLPs, que podem ser virtualmente programados com diagramas ladder, como mostramos neste exemplo.

Utilizando recursos gráficos apropriados é possível construir pontes rolantes, reservatórios, braços robóticos e tudo mais que permite unir a eletrônica com a mecânica (ou mesmo hidráulica e pneumática), levando assim a aplicações mecatrônicas.


As infinitas possibilidades de uso do NI Multisim ficam mais evidentes com um exemplo prático, como o que apresentamos neste artigo. Trata-se de um projeto que está presente no próprio arquivo do NI Multisim 10.0 e que pode ser alterado conforme o operador desejar. Consiste em um controle de um reservatório de líquido utilizando uma bomba hidráulica, LCP, indicador de nível e um conjunto de chaves de controle, além de um potenciômetro de ajuste de fluxo. O projeto básico é exibido na figura 1.



Conforme podemos ver pela figura, todos os dispositivos funcionais do sistema podem ter seu funcionamento observado na simulação. Na figura 2 temos um detalhamento do que é possível fazer e dos principais elementos do sistema de controle do reservatório de líquido.



U2 e U3 representam o CLP que será programado em Ladder, conforme veremos mais adiante. O potenciômetro controla o fluxo de líquido para o reservatório, sendo ajustado pelo uso da tecla C (Flow Rate Control). O indicador de nível é do tipo Bargraph com LEDs, lembrando que este componente pode ser selecionado diretamente no arquivo de displays do NI Multisim. Outros tipos de indicadores podem ser utilizados e até mesmo os do tipo digital podem ser agregados na forma de sub-circuitos ou blocos funcionais, caso assim seja desejado, o que mostra a versatilidade do programa.


O controle do reservatório é feito manualmente através de três chaves que estão diretamente acopladas ao teclado. Utilizamos as teclas R, P e K para Run (rodar), P para Power (alimentar) e K para Kill (interromper o processo). Pressionando P e depois R, visualizamos o enchimento do reservatório simulado, conforme ilustra a figura 3. Devemos ainda adicionar o botão I/O na barra de ferramentas do Multisim para que o processo de simulação tenha início. Neste mesmo botão é possível ressetar a simulação, partindo novamente da condição de tanque vazio.



A seta verde movimenta-se indicando o funcionamento da bomba, ao mesmo tempo que vemos o nível de líquido no reservatório subir. O valor numérico do volume do líquido é indicado ao lado do tanque, enquanto que o bargraph acompanha o enchimento de uma forma menos precisa, mas dinâmica, pois vemos realmente o acendimento dos LEDs em seqüência.

O interessante é que nesta simulação podemos realmente trabalhar com uma programação Ladder, que pode ser vista ao se clicar nos CLPs. Essa programação pode ser alterada à vontade, o que leva à possibilidade de se utilizar o CLP em outras aplicações. O diagrama Ladder utilizado nesta aplicação é mostrado na figura 4.




Uma característica importante do NI Multisim é que muitos componentes “embutem” diversos tipos de controle que podem ser acessados clicando-se diretamente sobre o seu símbolo. Um exemplo disso está na própria bomba de líquido que pode ter seu fluxo e outros elementos alterados conforme a vontade do projetista. Assim, é possível abrir suas características (veja a figura 5) e alterá-las numa ampla faixa de valores.



Conclusão

Pelo que foi visto neste artigo, o leitor pode perceber que o NI Multisim possui recursos poderosos para projetos envolvendo controles de processos e mesmo da manufatura. Uma ponte rolante é um exemplo que pode ser acessado na própria biblioteca de projetos que acompanha do NI Multisim.

Os leitores interessados em mais informações podem baixar uma versão demo no site da National em www.ni.com. Na página de abertura selecionar Brazil em Worldwide sites. E, para os que desejarem aprender a empregar o NI Multisim, ou simplesmente ter um aperfeiçoamento com base na versão mais avançada, recomendamos o livro “Aprenda a Usar o Multisim” de Newton C. Braga, que pode ser acessado para compra no link www.novasaber.com.br

Neste livro temos uma descrição das principais funções do NI Multisim, numa espécie de curso rápido, bastante eficiente para aqueles que querem partir imediatamente para seu uso. * Originalmente publicado na revista Mecatrônica Atual - Ano 6 - N°38 - out/2008