Método cascata para elaboração de circuitos pneumáticos

Com o avanço tecnológico e o crescente uso da pneumática no meio industrial, foram surgindo novas metodologias de desenvolvimento de circuitos pneumáticos.
Uma das maneiras de elaborar este circuito é através de tentativa e erro, chamado de método intuitivo. Porém algumas vezes pode ser quase impossível solucionar algumas situações desta forma.
Diferentemente do método intuitivo para resolução de circuitos pneumáticos, o método cascata nos permite seguir um “roteiro”, ou uma metodologia pré-estabelecida. Mas para que este eficiente método seja utilizado é necessário que a sequência de funcionamento do circuito esteja representada de maneira algébrica. Neste representação os cilindros são identificados por letras maiúsculas e os movimentos de avanço pelo sinal "+" e o recuo por "-".
Para exemplificar a utilização do método cascata trabalharemos com um circuito com dois cilindros apresentando a seguinte sequencia de funcionamento: A+ B+ B- A-.
Existe uma maneira prática para ajudar a escolher qual método utilizar: dividir a representação literal ao meio, caso as duas metades apresentem as letras na mesma ordem (não importam os sinais, apenas as letras) pode ser utilizado o método intuitivo sem problemas. No nosso exemplo, dividindo a representação literal temo A e B de um lado, que é diferente de B e A. Neste caso deve ser usado o método intuitivo.
Vamos ao passo a passo do método intuitivo:

1º passo) Divisão dos movimentos em grupos: Na sequência algébrica, quando uma letra se repete, formamos um grupo. Duas letras iguais nunca podem estar no mesmo grupo.

2º passo) Determinação do número de linhas auxiliares: o número de linhas de comando deve ser igual ao número de grupo. No nosso exemplo 2 linhas.

3º passo) Número de válvulas de memória (válvulas 5/2 vias com duplo piloto pneumático): o número de válvulas de memória é igual ao número de grupos menos 1. No nosso caso precisaremos de uma válvula de memória. Ela deve ser colocada abaixo das linhas auxiliares.

Obs: Caso seja necessário mais de uma válvula de memória, as mesmas devem ser colocadas uma embaixo da outra para serem ligadas em série.

4º passo) Determinação do último movimento: observando a válvula 5/2 vias, observamos que o ar flui livremente da entrada de pressão "1" para a saída "2", esta ligação requer uma atenção especial. Na sequência algébrica, caso o último movimento (ou última letra) apareça no primeiro grupo, a saída "2" deve ser ligada na última linha auxiliar. Caso o último movimento não apareça no primeiro grupo, a saída em questão deve ser ligada na primeira linha.
No exemplo que sugerimos, o último movimento "A" aparece no primeiro grupo "A+ B+", assim vamos ligar a saída "2" na última linha auxiliar. Aqui já faremos também a ligação da conexão "1" à fonte de pressão.

5º passo) Ligação das outras saídas de utilização das válvulas de memória: as conexões que sobraram nas válvulas de memória devem ser ligadas nas linhas auxiliares que não estão alimentadas. Deve-se seguir a ordem de cima para baixo: linha mais livre mais acima ligada na conexão livre mais acima das válvulas de memória.

Obs: Veja como estaríamos até aqui se tivéssemos 4 grupos.

Perceba que se tivermos 4 grupos teremos três válvulas de memória. Elas devem ser colocadas uma acima da outra e ligadas em série, ou seja, a saída "2" da válvula mais abaixo na entrada "1" da válvula mais acima e assim repetitivamente. As saídas "4" serão ligadas nas linhas auxiliares, seguindo a ordem de cima para baixo já descrita anteriormente. Observe ainda que essas ligações às linhas auxiliares foram feitas à direita das válvulas de memória, isto irá facilitar a ligação dos pilotos das mesmas. Os pilotos que ficaram "dentro" das linhas que ligam as saídas "4" até as linha auxilires podem ser ligadas nas linhas que sobem à direita, observe:

6º passo) Colocar cilindros (um para cada letra) e suas válvulas de comando (5/2 vias com duplo piloto) acima das linhas auxiliares.

7º passo) Identifique os pilotos das válvulas que estão ligadas ao cilindro quanto ao tipo de movimento que proporcionam. Caso ele faça o cilindro avançar quando for utilizado escreva próximo a letra correspondente ao cilindro e o símbolo "+", caso ele faça recuar escreva a letra e "-".

8º passo) Ligue o piloto do primeiro movimento de cada grupo às linha correspondente ao grupo. No nosso exemplo, o primeiro movimento do primeiro grupo é "A+", logo, devemos ligar este piloto à primeira linha. O primeiro movimento do segundo grupo é "B-", então ligamos este piloto à segunda linha.

9º passo) Colocação das válvulas 3/2 vias que ficam abaixo das linhas auxiliares: são dois tipos de válvulas, um com botão (que deverá iniciar a sequência) e as vávulas que mudam de linhas de comando, que são acionadas por roletes. No nosso exemplo, como temos duas linhas de auxiliares, só podemos mudar uma vez, ou seja, mudar da linha do "1º grupo" para a linha do "2º grupo". A posição da válvula com botão também deve ser pensada, mas ela ficará sempre ou no piloto mais acima da esquerda da válvula de memória ou no piloto mais abaixo da direita., para escolher entre um e outro deve-se observar a lógica de funcionamento do circuito. No exemplo, para acontecer o primeiro movimento "A+" devemos pressurizar a primeira linha, assim devemos pensar: "devo apertar o botão e então o cilindro A avançar", assim chegaremos a conclusão que a válvula com botão deve ser ligada no piloto da esquerda da válvula de memória. Do outro lado colocamos a válvula com rolete.

10º passo) Colocação das válvulas 3/2 vias acima das linhas auxiliares: estas serão todas acionadas por roletes. Deve haver uma válvula destas para cada piloto das válvulas dos cilindros que ainda não foram ligados.

11º passo) Realização das ligações que faltam e identificação dos roletes: esta é a etapa mais importante, se não for realizada com bastante atenção o diagrama não vai funcionar como o esperado. Para realizar esta etapa deve-se analisar a sequência algébrica que temos. No exemplo proposto, quando apertamos o botão, a válvula de memória muda de posição e envia ar para a primeira lina, acontecendo o primeiro movimento "A+". Quando o cilindro "A" chega no final de curso ele deve proporcionar o próximo movimento que será "B+", então, no fanal do curso de "A" teremos um fim de curso, que chamaremos de "FC1". Se ler atentamente esta frase que acabei de escrever, acabamos de dizer que a válvula com rolete ligada ao piloto "B+" é justamente a "FC1"

Atenção para a ligação da pressão "1" da válvula do rolete "FC1". Como este movimento "B+" pertence ao primeiro grupo, esta conexão "1" deve ser ligada à primeira linha.

Ainda faltam dois roletes para identificar. Prosseguimos analisando a sequencia literal, havíamos parado no movimento "B+", então, após o cilindro "B" avançar ele deve tocar em outro rolete, que chamaremos "FC2", e proporcionar o próximo movimento, que será "B-". Porém, este movimento pertence ao segundo grupo, ou seja, o rolete "FC2" deve fazer a mudança do 1º para o 2º, assim, este rolete está abaixo das linhas auxiliares, Claro que só existe um rolete naquela posição, mas quando houverem mais deve-se prestar atenção no movimento necessário: "mudança da 1º para a 2º linha".

E continuamos com a interpretação do funcionamento: quando o rolete "FC2" é acionado ele faz a segunda linha ser pressurizada, imediatamente acontece o movimento "B-". Quando "B" termina de recuar ele deve tocar em um rolete "FC3", que deve proporcionar o próximo movimento "A-". Observe que o movimento "A-" pertence ao segundo grupo, logo a pressão "1" de "FC3" deve ser ligada ao segundo grupo.

Pode parecer que terminamos, mas ainda faltam 2 passos:

12º passo) Ligar pressão das válvulas dos cilindros à principal tomada de ar

13º passo) Confirmação do último movimento: para evitar problemas no start do funcionamento deve-se colocar uma válvula 3/2 vias com acionamento por rolete acionado pelo último movimento em série com a válvula com botão. Quando "A" recua ele toca em um fim de curso "FC4" que confirmará o último movimento.