Nova Apostila Curso CLP S7 200
Contents
1. Fiad M anagement o een Curso de Controladores L gicos Program veis Aplica es de Automa o Network gt Bridge EWW d LabVIEW gt Lookout m with with DAQ E with PLC E FOUNDATION Lab Process sm Factory Floor Rea RER Fieldbus server Process AREN EA WoO mE ia i e Analyzers ai Measurement easa F Pressure alves Analog VO Configuration and Temperature Positioners Discrete 10 Maintenance Flow Actuators Torto Level Drives Indicators Internet Internet 4 Process Industrial Networks Distributed I0 10 Acess rios e Novas Tecnologias ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis SIEMENS SIMATIC S7 200 A fam lia de controladores program veis S7 200 foi desenvolvida para o controle de uma ampla gama de aplica es de controle e automa o H varias op es de programa o e a possibilidade de escolha dos equipamentos e da linguagem de programa o O que necess rio para instalar o software O software da SIEMENS S7 200 for Windows pode ser instalado em qualquer PC IBM ou compat vel com no m nimo um processador Intel 386 33MHz 08 MB RAM display VGA color HD com espa o livre de 35 MB e Windows 3 1 3 11 ou 95 Como a comunica o do software O Software da SIEMENS S7 200 comunica se com a CPU S7 200 atrav s da porta do programador na parte inferior da CPU Voc pod2. direita Selecione a sa da na barra de ferramentas e tecle ENTER ou d um clique duplo Acima da sa da aparecer um espa o para o endere amento da mesma Output Colls Ee Output nE 5 Passo Vamos inserir agora o contato normal aberto Q 1 0 conhecido industrialmente como contato de selo Para isto posicione o cursor no come o da network selecione o comando Vert na barra de ferramentas e tecle ENTER ou d um duplo clique Cuidado porque para inserir esta linha vertical o cursor deve estar posicionado corretamente como no exemplo abaixo Network 1 pira ME Tv DRE TITLE single line Para inserir o ltimo contato basta levar o cursor para baixo selecionar o contato na barra de ferramentas e endere ar o mesmo como Q 1 0 Siemens SIMATIC S7 200 19 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis Blocos de Sa das Espec ficas BOXs Vamos aprender agora outros tipos de blocos muito teis para os programadores Existe uma quantidade grande de blocos e sa das espec ficas Para visualiz las basta abrir as janelas F2 e F3 na barra de ferramentas Para saber a fun o de cada box indicado acima basta consultar o Help Sa da SET e RESET A sa da SET nos permite acionar v rias sa das simultaneamente Procedimento 1 Na Network2 insira um contato normal aberto I0 1 2 Vamos levar o cursor at o fim da Network Na janela F2 selecionar Output Coils e depois na janela
3. constitu da por uma Fonte de alimenta o CPU principal CPU s auxiliar es CPU s Dedicada s M dulos de E S digitais e Anal gicos M dulos de E S especializados M dulos de Redes Locais ou Remotas etc que s o agrupados de acordo com a necessidade e complexidade da automa o Permitem a utiliza o de at 4096 pontos de E S S o montados em um Bastidor ou Rack que permite um Cabeamento Estruturado 4 10 Principio de Funcionamento ul lt i Curso de Controladores L gicos Program veis LINGUAGENS DE PROGRAMA O PARA CLP Para facilitar a programa o dos controladores l gicos program veis foram sendo desenvolvidas diversas Linguagens de Programa o Essas linguagens de programa o constituem se em um conjunto de s mbolos comandos blocos figuras etc com regras de sintaxe e sem ntica Dentre as linguagens de programa o de CLP a SIEMENS introduziu a Linguagem STEP 7 em seus controladores l gicos program veis LINGUAGEM DE PROGRAMA O STEP 7 A linguagem STEP 7 tem se mostrado bastante eficiente principalmente porque permite ao usu rio representar o programa de automa o tanto em Diagrama de Contatos de rel s DIC ou LADDER em Diagrama de Blocos L gicos DIL e como uma Lista de Instru es LIS Isso facilita o manejo da linguagem a um amplo c rculo de usu rios e permite a confec o e modifica o de programas com relativa facilidade Uma biblioteca dos denominados
4. 11 1 E Hetwork 2 pre Fim pI 01 0 Tas Ui m 5 Network 6 a Ens um Network 3 ET 0 2 a00 e Siemens SIMATIC S7 200 27 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis Voc pode n o ter percebido com essas mudan as voc montou um pequeno circuito temporizado Ao acionarmos I 0 0 acionaremos a sa da Q 1 0 assim energizaremos o seu contato normal fechado na network 02 e energizando a sa da Q 0 0 e o temporizador T33 Ap s o tempo de 5 seg o pr prio contato T33 do temporizado o resetar reiniciando do zero isto fazendo o temporizador se transformar em um oscilador de T 5 seg Na Network 04 o contador C 23 contar os pulsos gerados pelo contato normal aberto Q 0 0 quando o mesmo contar 5 pulsos acionar a sa da Q 0 2 O que toda esta l gica de contatos significa Imagine que voc um operador de uma refinaria e este circuito ser um circuito de alarme de uma caldeira Sendo os endere os abaixo as seguintes descri es 0 0 Sensor de v lvula de press o 0 2 Reset da sa da 1 1 Sensor de normaliza o da press o Q 0 0 V lvula aliviadora de press o de emerg ncia Q0 2 Desligamento de emerg ncia Q 1 0 Alarme Quando a v lvula de press o for acionada o alarme acionado imediatamente e a v lvula aliviadora Tamb m se ap s 25 segundos o circuito n o se normalizar o contador desliga todo o processo 28 Siemens SIMATIC S7 200 ul lt eel n Curso de Co
5. Mem ria Imagem das Entradas e Sa das Ela recebe este nome por ser um espelho do estado das entradas e sa das Esta mem ria ser consultada pelo CLP no decorrer do processamento do programa do usu rio COMPARAR COM O PROGRAMA DO USU RIO O CLP ao executar o programa do usu rio ap s consultar a Mem ria Imagem das Entradas atualiza o estado da Mem ria Imagem das Sa das de acordo com as instru es definidas pelo usu rio em seu programa ATUALIZAR O ESTADO DAS SA DAS O CLP escreve o valor contido na Mem ria das Sa das atualizando as interfaces ou m dulos de sa da Inicia se ent o um novo ciclo de varredura 41 Principio de Funcionamento ul lt A Curso de Controladores L gicos Program veis ESTRUTURA INTERNA DO CLP O C L P um sistema microprocessado ou seja constitu se de um microprocessador ou microcontrolador um Programa Monitor uma Mem ria de Programa uma Mem ria de Dados uma ou mais Interfaces de Entrada uma ou mais Interfaces de Sa da e Circuitos Auxiliares cc A Di ic a acc ru a a aee Cn a eae S REDE FONTE DE MEM RIA DO TERMINAL DE EL TRICA ALIMENTA O USU RIO PROGRAMA O UNIDADE DE MEM RIA PROCESSAMENTO DEDADOS M DULOS DE SA DAS MEM RIA DO MEM RIA 7 M DULOS PROGRAMA IMAGEM DE ENTRADAS MONITOR DAS E S CIRCUITOS BATERIA AUXILIARES x DESCRI O DOS PRINCIPAIS ITENS FONTE DE ALIMENTA O A Fonte de
6. Menu Setup Em Setup est o as configura es de comunica o e de programa o EM Preferences Communication ee Em Communications configuramos a Pato porta onde est conectado o cabo de a tiii comunica o do CLP e o endere o da CPU C COM Cancel e CPU Address gt Seleciona a esta o que C MPI Card executar a fun o de controladora CPU Address 2 Find Exemplo TER TSE dE Do 001 Esta esta o o pr prio micro PICTO TESS z 5 i i E 002 Esta esta o o primeiro CLP Baud Rate Highest Master Address 003 gt Esta esta o o segundo CLP 3 600 E E E Obs O LEE n o possui o cabo que interliga IRG Number For MPI Card Target Token Rotation Time mas deuna CLP Ento seid sempre ulizado to E E a esta o 002 16 Siemens SIMATIC S7 200 A lt ee A 2 Preferences x Default Editor C STL Editor G Ladder Edi Come hinemonio Set E International C SIMATIC Language English Initial indor States Curso de Controladores L gicos Program veis Em preferences est o as configura es de programa o Podemos selecionar entre a programa o STL e Ladder padr o internacional ou Simatic Podemos alterar o idioma do software e selecionar o estado inicial das telas de programa o quando se inicia o software Alteramos tamb m o formato e o I Masimize All tamanho para transfer ncia de dados Frogram Editor Symbol Table MNorm
7. comando Ladder Status On que se encontra no menu principal Debug Vamos nos certificar que o CLP esta em modo RUN para podermos continuar Voc observa que o contato normal fechado I 1 1 est grifado mostrando continuidade naquele trecho Ao acionarmos a chave I 0 0 teremos continuidade no contato normal aberto I 0 0 assim energizando a sa da Q 1 0 e fechando seu contato Q 1 0 como mostra a figura abaixo Com este comando STATUS voc agora j consegue monitorar qualquer programa sendo executado na mem ria do CLP 26 Siemens SIMATIC S7 200 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis Como modificar o programa Para fazer mudan as no seu programa basta sair da fun o STATUS pressionando no Menu Debug Ladder Status OFF No programa de demonstra o vamos fazer as seguintes altera es Na Network 2 vamos renomear o endere o do contato normal aberto I 0 1 para Q 1 0 inserir o contato normal fechado de endere o T 33 e trocar a sa da SET por uma sa da normal Q 0 0 Inserir em paralelo com a sa da um temporizador de endere o T 33 como nos mostra a figura Network 2 PrO Observando a figura vamos ver que o temporizador est preparado para disparar em 5 segundos como j foi visto na p gina 23 Na Network 5 vamos apenas renomear a sa da Q 0 4 para Q 0 2 Ent o o programa estar da seguinte forma Network 1 pre tg Network 4 JO 11 1 91 0 RR hr D n ERN Des cu CTT 51 0
8. sensores s o aplicados s entradas do controlador e a cada ciclo varredura todos esses sinais s o lidos e transferidos para a unidade de mem ria interna denominada mem ria Imagem de entrada Estes sinais s o associados entre si e aos sinais internos Ao t rmino do ciclo de varredura os resultados s o transferidos mem ria imagem de sa da e ent o aplicados aos terminais de sa da Este ciclo esta representado na figura 2 Figura 2 Ciclo de processamento dos CLPs 4 Princ pio de Funcionamento AN ml ke A Curso de Controladores L gicos Program veis INICIALIZA O No momento em que ligado o CLP executa uma s rie de opera es pr programadas gravadas em seu Programa Monitor Verifica o funcionamento eletr nico da CPU mem rias e circuitos auxiliares Verifica a configura o interna e compara com os circuitos instalados Verifica o estado das chaves principais RUN STOP PROG etc Desativa todas as sa das Verifica a exist ncia de um programa de usu rio Emite um aviso de erro caso algum dos itens acima falhe VERIFICAR ESTADO DAS ENTRADAS O CLP l os estados de cada uma das entradas verificando se alguma foi acionada O processo de leitura recebe o nome de Ciclo de Varredura Scan e normalmente de alguns microssegundos scan time TRANSFERIR PARA A MEM RIA Ap s o Ciclo de Varredura o CLP armazena os resultados obtidos em uma regi o de mem ria chamada de
9. Alimenta o tem normalmente as seguintes fun es b sicas Converter a tens o da rede el trica 110 ou 220 VCA para a tens o de alimenta o dos circuitos eletr nicos 5VCC para o microprocessador mem rias e circuitos auxiliares e 12 VCC para a comunica o com o programador ou computador Manter a carga da bateria nos sistemas que utilizam rel gio em tempo real e Mem ria do tipo RAM Fornecer tens o para alimenta o das entradas e sa das 12 ou 24 VCC 4 2 Principio de Funcionamento ul lt n Curso de Controladores L gicos Program veis UNIDADE DE PROCESSAMENTO A unidade de processamento tamb m chamada de CPU respons vel pelo funcionamento l gico de todos os circuitos Nos CLPs modulares a CPU est em uma placa ou m dulo separada das demais podendo se achar combina es de CPU e Fonte de Alimenta o Nos CLPs de menor porte a CPU e os demais circuitos est o todos em nico m dulo As caracter sticas mais comuns s o Microprocessadores ou Microcontroladores de 8 ou 16 bits por exemplo INTEL 80xx MOTOROLA 68xx PIC 16xx Endere amento de mem ria de at 1 MB Velocidades de CLOCK variando de 4 a 30 MHZ Manipula o de dados decimais octais e hexadecimais BATERIA As baterias s o usadas nos CLPs para manter o circuito do Rel gio em Tempo Real reter par metros ou programas em mem rias do tipo RAM mesmo em caso de corte de energia g
10. Blocos Funcionais padronizados posta disposi o dos usu rios um passo a mais na confec o racional de programas e redu o dos custos de software A linguagem STEP 7 uma entre as muitas outras linguagens de alto n vel existentes entendendo se por alto n vel aquela que se aproxima muito da linguagem humana Ela foi desenvolvida levando se em conta os conhecimentos da rea de automa o principalmente considerando se em considera o a automa o el trica comandos el tricos INTERCAMBIALIDADE ENTRE REPRESENTA ES Cada um dos m todos de representa o DIC LIS e DIL t m suas propriedades e limita es em termos de programa o ou seja um programa escrito em LIS nem sempre pode ser escrito em DIC ou DIL isso em face da caracter stica da pr pria representa o o caso por exemplo de querer se representar em DIC uma instru o de entrada de dados ou de um salto condicional de programa o embora alguns compiladores o fa am por m est instru o facilmente representada em LIS A seguir temos uma representa o simb lica da intercambialidade INTERCAMBIALIDADE ENTRE AS REPRESENTA ES 4 11 Principio de Funcionamento al ee n Curso de Controladores L gicos Program veis INTRODU O A PROGRAMA O 1 L gica matem tica e bin ria A l gica matem tica ou simb lica visa superar as dificuldades e ambigiiidades de qualquer l ngua devido a sua natureza vaga e equ v
11. Curso de Controladores POSED HEUS Egas E a F 7 ese Faculdade de Laborat rio de Engenharia Engenharia El trica Programa Prodenge Sub Programa Reenge Universidade do Estado do Rio de Janeiro ul lt lee Curso de Controladores L gicos Program veis AGRADECIMENTOS Esta apostila um produto do esfor o do Laborat rio de Engenharia El trica e da Faculdade de Engenharia da UERJ e mostra a tenacidade de alguns profissionais dedicados a causa da educa o tecnol gica e a cren a de que poss vel desenvolver um ambiente que estimule a criatividade e iniciativa dos alunos Muitas pessoas contribu ram para o seu desenvolvimento No Laborat rio gostar amos de agradecer aos bolsistas de inicia o cient fica Joana Figueiredo Konte Jorge Lu s Pinheiro Teixeira Pat Evie Alves estagi rios Luciana Faletti H lio Justino Mattos Filho Marcelo da Silveira Sobrinho Robson Ramirez C sar Cunha de Souza Karla Karraz Walder Fl via Delduque Lima funcion rios Andr Vallim Jair Medeiros J nior Marcos Augusto Mafra Paulo Bulkool Jos Em lio Gomes Ant nio Marcos Medeiros Alberto Avelar Santiago Jo o Elias Souza Luiz Roberto Fagundes Sueli Ferreira Carla Aparecida C de Almeida Gostar amos de agradecer a dire o da Faculdade de Engenharia e em especial ao diretor desta Nival Nunes de Almeida pelo incentivo dado a todas as atividades do LEE Esta apostila parte do
12. F3 selecionar a sa da SET Indique o n mero da sa da Tecle Enter e embaixo da sa da aparecer um novo campo onde selecionaremos as sa das a serem setadas Voc pode selecionar o numero de sa das que voc quiser No nosso exemplo escolhemos K 3 a partir da sa da Q 0 0 Ent o quando acionarmos a chave I 0 1 ser o acionadas as sa das Q 0 0 Q 0 1 e Q 0 2 101 1 50 0 10 2 QUO Nota As sa das continuar o em ON mesmo que a chave 0 1 seja desligada Para voltar as sa das setadas pelo comando SET para OFF ser necess rio fazer uma outra NETWORK usando o comando RESET Vamos agora construir a 3 NETWORK repetindo os passos da anterior sendo que no 1 passo o endere o do contato aberto I 0 2 Ao inv s de SET usaremos o RESET com K 3 a partir da sa da Q 0 0 20 Siemens SIMATIC S7 200 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis C TU Contador Crescente Para selecion lo clique na Janela F2 em Timers e Counters e na Janela F3 em Count Up Ele composto de uma entrada CU um reset R e a constante a ser escolhida PV Esta constante define o n mero de vez que ele dever contar para acionar a sa da CXX AL CU CTU R Constante 10 PV Nota O CLP 214 pode endere ar v rios contadores isto podemos endere ar desde o contador CO C14 e do C80 ao C127 A cada altera o de valor da entrada CU 0e1 o contador contar uma vez Por exemplo Vamos agora volta
13. adicional e ent o estas entradas e ou sa das depende do modulo deixar o de ser imagin rias e se transformar o em reais No caso da CPU mod 214 s o elas Entradas 11 6 17 7 Sa das Q12 Q7 7 Nota Os n meros que vem depois desses designadores identificam a entrada ou a sa da espec fica que est sendo conectada ou controlada Esses n meros v o de O a 7 Um grupo de oito pontos chamado um BYTE As Entradas e Sa das I e Q tem sua rea de mem ria espec fica assim uma entrada e uma sa da podem ter o mesmo n mero de endere o 1 0 0 e Q 0 0 Por exemplo se voc deseja conectar um interruptor liga desliga terceira entrada preciso liga lo entrada I 0 2 Siemens SIMATIC S7 200 13 ml lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis Tela de Abertura Depois de clicar no cone aparecer em seu micro a tela de abertura A partir deste ponto voc pode efetuar novos projetos abrir projetos alterar as configura es etc 1 STEP 7 MHicro wWIN untitled pri Dodo Como em outros programas para Windows os menus s o alterados dependendo da tarefa que voc esteja executando Esta tela possui uma barra de comandos e ferramentas com os comandos caracter sticos do Windows como novo arquivo abrir arquivo salvar imprimir recortar copiar e colar Nesta barra tamb m temos outros cones espec ficos que s o os seguintes Compile Compilar o programa Upload Ler o pro
14. alized Y Minimized T Data Block Editor Status Chart Mirnimized Y HMinimized T ptiong for an Uploaded Data Block Retain Format and Comments Data Size nora F Data Format Hesadecimal dn O Menu Help Contents Instruction Sets Este menu de Ajuda oferece 3 caminhos diferentes para se obter o aux lio No primeiro ele nos mostra todo o conte do No segundo selecionamos a instru o que necessitamos de ajuda O terceiro dirigido aos usu rios que utilizavam ou utilizam a vers o MicroDOS Users DOS CPU 210 About Siemens SIMATIC S7 200 17 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis O que a REDE de l gica escalar A figura abaixo mostra que a REDE da l gica escalar uma fileira de elementos conectados que formam um circuito completo entre o trilho de for a esquerda e o elemento de sa da direita 10 0 I 1 1 Q 1 0 linha quente Q 1 0 sa da 7 o T contato Nota Observar que a energia flui da esquerda para direita Vamos agora fazer o exemplo acima passo a passo Primeiramente vamos clicar em New Project E na barra de ferramentas Aparecer na tela uma janela onde devemos selecionar a CPU que estamos utilizando e as configura es de comunica o CPU Type O comando Read CPU Type detecta automaticamente Select or read the CPU type from your PLC if you would like the oftware to limit the 7 avallable
15. apresenta mensagens de emerg ncia ou de parada por problemas t cnicos Atualmente estes pain is est o sendo substitu dos por telas de computador onde poss vel reproduzir com grande perfei o o processo industrial o que torna a interface com o operador muito mais amig vel e segura Dentre os softwares mais conhecidos no mercado est o o FIX e LookOut LOOKOUT Conforme a tecnologia avan a novos equipamentos e estruturas v o sendo inventados Uma nova estrutura est sendo difundida e implantada que a Field Bus ou barramento de campo Nesta nova estrutura os sensores e atuadores s o interligados por um par tran ado de fios o que torna a instala o mais barata Para adicionar novos sensores e atuadores basta plug los neste barramento e reconfigurar o sistema sem ter que gastar tempo e dinheiro para passar novos fios at a sala de controle o que muito complicado em instala es industriais Essa estrutura similar a de um computador onde existem v rios slots e podemos conectar ou substituir diversos tipos de placas como placas de v deo fax controladoras de drivers conversores A D ou D A etc Essa estrutura est sendo regulamentada e padronizada por associa es internacionais como a Fieldbus Foundation Fieldbus Foudation Acess rios e Novas Tecnologias lt eel n Curso de Controladores L gicos Program veis Um sistema similar o Field Point Esse sistema possui um computador c
16. aria de Controle Editora Makron Books e Castrucci P B L e Batista L Controle Linear Editora Edgar Blucher Ltda e Medeiros J nior Jair Mafra Marcos Augusto Manual de utiliza o de Controladores L gicos Program veis SIMATIC S7 200 e Ogata Katsumi Engenharia de Controle Moderno Editora Prentice Hall do Brasil e Osborne A Microprocessadores Editora Mc Graw Hill e Revista Saber Eletr nica n 303 a 306 Editora Saber e Siemens S7 200 Programmable Controller Quick Start Primer e Treinamento b sico em CLP s Mitsubishi Fam lia FX Bibliografia 33
17. dentes do hardware do equipamento poss veis pela inclus o de um Programa Monitor no CLP o qual converte no jarg o t cnico Compila as instru es do programa verifica o estado das entradas compara com as instru es do programa do usu rio e altera os estados das sa das Os Terminais de Programa o ou Maletas como eram conhecidas eram na verdade Programadores de Mem ria EPROM As mem rias depois de programadas eram colocadas no CLP para que o programa do usu rio fosse executado 3 Gera o Os CLPs passam a ter uma Entrada de Programa o onde um Teclado ou Programador Port til conectado podendo alterar apagar gravar o programa do usu rio al m de realizar testes Debug no equipamento e no programa A estrutura f sica tamb m sofre altera es sendo a tend ncia para os Sistemas Modulares com Bastidores ou Racks 4 Gera o Com a populariza o e a diminui o dos pre os dos microcomputadores normalmente clones dos primeiros IBM PC os CLPs passaram a incluir uma entrada para a comunica o serial Com o aux lio dos microcomputadores a tarefa de programa o passou a ser realizada nestes As vantagens eram a utiliza o de v rias representa es das linguagens possibilidade de simula es e testes treinamento e ajuda por parte do software de programa o possibilidade de armazenamento de v rios programas no micro etc 5 Gera o Atualmente existe uma preocupa o em padroniza
18. e circuitos e rel s n o s da ind stria automobil stica como de toda a ind stria manufatureira Nascia assim um equipamento bastante vers til e de f cil utiliza o que vem se aprimorando constantemente diversificando cada vez mais os setores industriais e suas aplica es o que justifica hoje um mercado mundial estimado em 4 bilh es de d lares anuais 4 Vantagens menor espa o menor consumo de energia el trica reutiliz veis program veis maior confiabilidade maior flexibilidade maior rapidez na elabora o dos projetos Interfaces de comunica o com outros CLPs e computadores Introdu o 3 lt Curso de Controladores L gicos Program veis Podemos didaticamente dividir os Controladores L gicos Program veis historicamente de acordo com o sistema de programa o por ele utilizado 1 Gera o Os CLPs de primeira gera o se caracterizam pela programa o intimamente ligada ao hardware do equipamento A linguagem utilizada era o Assembly que variava de acordo com o processador utilizado no projeto do CLP ou seja para poder programar era necess rio conhecer a eletr nica do projeto do CLP Assim a tarefa de programa o era desenvolvida por uma equipe t cnica altamente qualificada gravando se o programa em mem ria EPROM sendo realizada normalmente no laborat rio junto com a constru o do CLP 2 Gera o Aparecem as primeiras Linguagens de Programa o n o t o depen
19. e parou 10 0 gt K1 k2 k3 T K1 K2 K3 TONR 2 Siemens SIMATIC S7 200 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis Estes temporizadores s o compostos de uma entrada IN e uma constante PT A constante PT dever ser K xxxx sendo que deve ser respeitado a seguinte condi o Tipo Constante de Tempo ma Endere os tempo TONR OImsS 32 768 TO e T64 TON T32 e T96 TON mc mc Exemplos TON T33 K 100 _ O TON tem constante de tempo igual a 10mS e se K 100 ent o teremos 100x10mS 1S TONR T29 K 600 Teremos 600x100mS 60S TON T64 K 20000 Teremos 20000xImS 20S T33 lt endere o Entrada lt contagem K100 constante N END Este comando avisa ao CLP o final da programa o por isso de vital import ncia em qualquer programa Este comando est na Janela F2 em Program Control Vamos tentar implementar aquele nosso exerc cio de demonstra o sem o comando END no final da ltima linha Ir aparecer uma mensagem de erro lhe indicando que faltou o END END Siemens SIMATIC S7 200 a ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis GUIA DE PROGRAMA O Para se programar em um CLP importante seguir os seguintes passos 1 Rascunhar sua programa o de contatos no papel para ajudar na implementa o com o micro 2 Batizar o programa para isto basta na tela de abertura salv lo com um nome apropriado 3 D
20. e permitem entradas positivas e negativas s o chamadas de Entradas Diferenciais e no caso de corrente as faixas utilizadas s o 0 a 20 mA 4 a 20 mA Alguns dos principais dispositivos utilizados com as entradas anal gicas s o Sensores de press o manom trica Sensores de press o mec nica strain gauges utilizados em c lulas de carga Tacogeradores para medi o rota o de eixos Transmissores de temperatura Uma informa o importante a respeito das entradas anal gicas a sua resolu o Esta normalmente medida em Bits Uma entrada anal gica com um maior n mero de bits permite uma melhor representa o da grandeza anal gica Por exemplo Uma placa de entrada anal gica de O a 10 VCC com uma resolu o de 8 bits permite uma sensibilidade de 39 2 mV enquanto que a mesma faixa em uma entrada de 12 bits permite uma sensibilidade de 2 4 mV e uma de 16 bits permite uma sensibilidade de 0 2 mV Exemplo de um circuito de entrada anal gico ENTRADA Di Di DE D Cul De Ds BEd M DULOS ESPECIAIS DE ENTRADA Existem m dulos especiais de entrada com fun es bastante especializadas Alguns exemplos M dulos Contadores M dulos para Encoder 4 6 Principio de Funcionamento ul lt n Curso de Controladores L gicos Program veis M dulos para Termopares Tipo J K L S etc M dulos para Termoresist ncias PT 100 N1 100 Cu 25 etc M dulos para Sen
21. e usar um cabo PC PPI para conectar o seu programador nas comunica es online O computador necessitar de uma porta serial R 232 C de 09 pinos para fazer a comunica o Caso o micro tenha uma porta serial DB 25 ser necess rio um adaptador para DB 09 Caracter sticas do S7 200 CPU 214 Dimens es 197 x 80 x 62 mm Fonte 24 Volts Faixa de Tens o 20 4 28 8 Vcc Corrente T pica de Alimenta o 60 mA Max 500mA Entradas 14 Portas Estado ON Faixa de 15 35 Vcc Estado OFF Faixa de 0 5 0 Vcc Tempo de Resposta 0 0210 3 0 2 ms I0 4a11 5 1 2 ms I 0 6 I 1 5 usando HSC1 e HSC2 30 us Sa das 10 Portas Corrente M xima por Sa da 400 mA Mem ria 2 K Words RAM autonomia 190 Hs 2 K Words EEPROM mem ria extra Siemens SIMATIC S7 200 11 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis NOTA Existe um cabo de comunica o especial da SIMENS que utilizado para conectar mais de um CLP em um computador lt Cabo de Interliga o O que s o Entradas e Sa das I x x Designa uma entrada um elemento usado para monitorar uma a o ou um evento como um interruptor pressostato termostato etc Na CPU 214 n s temos 14 entradas digitais reais S o elas I 0 0 I 0 1 I 0 2 I 0 3 1 0 4 10 5 10 6 10 7 1 1 0 1 1 1 I 1 2 I 1 3 I1 1 4 I 1 5 Q x x Designa uma Sa da usada para controlar um equipamento como um motor uma v lvula
22. eiro caso temos um programa temporal e no segundo um programa l gico Automatizar um sistema tornou se muito mais vi vel medida que a Eletr nica avan ou e passou a dispor de circuitos capazes de realizar fun es l gicas e aritm ticas com os sinais de entrada e gerar respectivos sinais de sa da Com este avan o o controlador os sensores e os atuadores passaram a funcionar em conjunto transformando processo em um sistema automatizado onde o pr prio controlador toma decis es em fun o da situa o dos sensores e aciona os atuadores Os primeiros sistemas de automa o operavam por meio de sistemas eletromec nicos com rel s e contatores Neste caso os sinais acoplados m quina ou equipamento a ser automatizado acionam circuitos l gicos a rel s que disparam as cargas e atuadores As m quinas de tear s o bons exemplos da transi o de um sistema de automa o r gida para automa o flex vel As primeiras m quinas de tear eram acionadas manualmente Depois passaram a ser acionadas por comandos autom ticos entretanto estes comandos s produziam um modelo de tecido de padronagem de desenho ou estampa A introdu o de um sistema autom tico flex vel no mecanismo de uma m quina de tear tornou poss vel produzir diversos padr es de tecido em um mesmo equipamento Com o avan o da eletr nica as unidades de mem ria ganharam maior capacidade e com isso armazenam todas as informa es necess rias para controlar div
23. entral e o barramento com os m dulos espalhados pelo ch o de f brica Esses m dulos possuem entradas e sa das anal gicas e digitais Possui vantagens similares ao Fiedbus como a f cil instala o de m dulos auxiliares e f cil modifica o da estrutura de controle Tudo controlado via software instalado no computador central Sistema Field Point GetiPoint E que 1 1 am Analog and Discrete O E A odio Uma outra rea avan a com grande for a que a instrumenta o virtual onde os sensores e atuadores s o conectados a um computador e um software processa as informa es enviando posteriormente as respostas As grandes vantagens desses softwares s o linguagem de programa o gr fica ferramenta de simula o interativa aquisi o de dados e controle monitoramento e processamento de imagens Dentre os softwares mais utilizados est o o LabView e o Bridge View quer TIAR EL LabVIEW 5 0 E Craphical Programming for Instrumentation NATIONAL INSTRUMENTS The Sofhvare ix the Trisiterterit Copyright 1998 All rights reservar Programa o Gr fica gt DAQ control fixed software timing vi Diagram File Edit Operate Project windows Help GUATE sel T3pt Application Font Jf iia i ms 1000 LEJ Acess rios e Novas Tecnologias Arquitetura BridgeVIEW Plam Network Production Management Praise As Distributed vio BB PLC Management L
24. ersas etapas do processo Os circuitos l gicos tornaram se mais r pidos compactos e capazes de receber mais informa es de entrada atuando sobre um n mero maior de dispositivos de sa da Chegamos assim aos microcontroladores respons veis por receber informa es das entradas associ las s informa es contidas na mem ria e a partir destas desenvolver um a l gica para acionar as sa das Toda esta evolu o nos levou a sistemas compactos com alta capacidade de controle que permitem acionar diversas sa das em fun o de v rios sinais de entradas combinados logicamente Um outra etapa importante desta evolu o que toda a l gica de acionamento pode ser desenvolvida atrav s de software que determina ao controlador a sequ ncia de acionamento a ser desenvolvida Este tipo de altera o da l gica de controle caracteriza um sistema flex vel Os CLPs s o equipamentos eletr nicos de controle que atuam a partir desta filosofia 2 Introdu o ul S eel n Curso de Controladores L gicos Program veis 3 Hist rico O Controlador L gico Program vel CLP nasceu dentro da General Motors em 1968 devido a grande dificuldade de mudar a l gica de controle dos pain is de comando a cada mudan a na linha de montagem Tais mudan as implicavam em altos gastos de tempo e dinheiro Sob a lideran a do engenheiro Richard Morley foi preparada uma especifica o que refletia as necessidades de muitos usu rios d
25. grama do CLP Download Carregar o programa no CLP Run Executar o programa Stop Parar a execu o do programa SIMAS Help Ajuda 14 Siemens SIMATIC S7 200 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis Uma Vis o Geral dos Menus Na barra de comandos temos os menus Project Edit View CPU Debug Tools Setup Window e Help Os Menus Project e Edit Froject Em Project e Edit est o comandos New Ctrl Cut Chrihix similares ao do Windows e que estamos pen Ctrl Copy Ctrl C habituados a utilizar Os comandos b sicos Close Paste Ctrl s o new open close save all save as Cave i Chrl E Neak import export page setup print preview Cave S Copy Network print print setup exit cut copy paste find Raste Neto Import replace insert e delete Export d Insert Shift rns Nestes menus tamb m existem pa Delete Shift Diel alguns comandos espec ficos como o Upload Ctrl U download e o upload que s o para carregar Download Ctrl D Find Ctrl F e baixar programas do CLP o cut network e Pe Saio HeplTe cia o copy network que s o respectivamente Print Preview Frogram Title para cortar e copiar uma linha de Print Ctrl P programa o e o program title que para Print Setup inserir o t tulo do programa Exit O Menu View Neste menu est o as configura es de visualiza o das telas de programa o Em View est o os co
26. hli Et PS Fazer 10 0 Bot o para ligar I0 1 Bot o de emerg ncia J0 2 Acionamento frente 10 3 Acionamento r Q0 0 Chave KM2 Q0 1 Chave KM1 4 A figura abaixo mostra um misturador usado para fazer cores personalizadas de tinta Possuem dois encanamentos entrando no topo do tanque fornecendo dois ingredientes diferentes e um nico encanamento no fundo do tanque para transportar a tinta misturada finalizada Nessa aplica o voc vai controlar a opera o de preenchimento monitorar o n vel do tanque e controlar o misturador e o per odo de aquecimento Seguir os passos 1 at o 8 listados abaixo 30 Exerc cios ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis 1 passo Encha o tanque com o ingrediente 1 2 passo Encha o tanque com o ingrediente 2 a utiliza o do 1 ou do 2 ingrediente s o independentes 3 passo Monitore o n vel do tanque para o acionamento da chave High Level utilizando um sensor de n vel 4 passo Manter o status da bomba se a chave Start est aberta isto a chave start deve ser independente tamb m perceba que o contato a ser utilizado deve ser normal fechado 5 passo Comece a misturar os ingredientes e o per odo de aquecimento 10 Seg por exemplo 6 passo Ligue o motor do misturador e a v lvula de vapor atrav s destes haver a mistura e aquecimento respectivamente 7 passo Drene o tan
27. ia com as m quinas de produ o que eram espec ficas para uma aplica o o que impedia seu uso em outras etapas da produ o mesmo que tivesse caracter sticas muito parecidas Com o passar do tempo e a valoriza o do trabalhador foi preciso fazer algumas altera es nas m quinas e equipamentos de forma a resguardar a m o de obra de algumas fun es inadequadas estrutura f sica do homem A m quina passou a fazer o trabalho mais pesado e o homem a supervision la Introdu o l ul ee no Curso de Controladores L gicos Program veis Com a finalidade de garantir o controle do sistema de produ o foram colocados sensores nas m quinas para monitorar e indicar as condi es do processo O controle s garantido com o acionamento de atuadores a partir do processamento das informa es coletadas pelos sensores O controle diz se autom tico quando uma parte ou a totalidade das fun es do operador realizada por um equipamento frequente mas n o necessariamente eletr nico Controle autom tico por realimenta o o equipamento autom tico que age sobre o elemento de controle baseando se em informa es de medida da vari vel controlada Como exemplo o controle de temperatura de um refrigerador O controle autom tico por programa envolve a exist ncia de um programa de a es que se cumpre com base no decurso do tempo ou a partir de modifica es eventuais em vari veis externas ao sistema No prim
28. icos Program veis As entradas digitais podem ser constru das para operarem em corrente cont nua 24 VCC ou em corrente alternada 110 ou 220 VCA Podem ser tamb m do tipo N NPN ou do tipo P PNP No caso do tipo N necess rio fornecer o potencial negativo terra ou neutro da fonte de alimenta o ao borne de entrada para que a mesma seja ativada No caso do tipo P necess rio fornecer o potencial positivo fase ao borne de entrada Em qualquer dos tipos de praxe existir uma isola o galv nica entre o circuito de entrada e a CPU Esta isola o feita normalmente atrav s de optoacopladores As entradas de 24 VCC s o utilizadas quando a dist ncia entre os dispositivos de entrada e o CLP n o excedam 50 m Caso contr rio o n vel de ru do pode provocar disparos acidentais Exemplo de circuito de entrada digital 24 VCC ENTRADA 24 VCC Exemplo de circuito de entrada digital 110 220 VCA CPU 110 220 VCA 4 5 Principio de Funcionamento ul lt n Curso de Controladores L gicos Program veis ENTRADAS ANAL GICAS As Interfaces de Entrada Anal gica permitem que o CLP possa manipular grandezas anal gicas enviadas normalmente por sensores eletr nicos As grandezas anal gicas el tricas tratadas por estes m dulos s o normalmente tens o e corrente No caso de tens o as faixas de utiliza o s o O a 10 VCC 0a5 VCC 1 a5 VCC 5 a 5 VCC 10 a 10 VCC no caso as interfaces qu
29. iga Na figura 3 temos o esquema el trico tradicional o programa e as liga es no CLP Para entendermos o circuito com o CLP vamos observar o programa desenvolvido para acender a l mpada L quando acionamos o bot o Bl Circuito el trico Programa Circuito CLP f E 1 g 100 Q00 Figura 3 Acionamento de uma l mpada 1 11111141 1 10 SIEMENS Q 0 0 7 200 ll O bot o B1 normalmente aberto est ligado a entrada 10 0 e a l mpada est ligada sa da Q0 0 Ao acionarmos B1 10 0 acionado e a sa da QO 0 energizada Caso quis ssemos que a l mpada apagasse quando acion ssemos B1 bastaria trocar o contato normal aberto por um contato normal fechado o que representa a fun o NOT Podemos desenvolver programas para CLPs que correspondam a opera es l gicas combinacionais b sicas da lgebra de Boole como a opera o AND Na rea el trica a opera o AND corresponde a associa o em s rie de contatos como indicado na figura 4 Circuto el trico Programa Circuto CLP m B 1 E e AH H Iad 101 Q00 E A A A RR RR 10 0 10 1 SIEMENS Q 0 0 57 200 ARS A AR RES FR E RR Figura 4 Fun o AND 6 Introdu o Programa o B lt eel n Curso de Controladores L gicos Program veis Outra opera o l gica b sica a fun o OR que corresponde a associa o em paralelo de contatos como indicado na figura 5 Circuto el trico Prog
30. igitar toda sua edi o e salv la tamb m em diskette para garantir um backup 4 Gravar na mem ria do CLP o programa gravado no micro 5 Simula o em tempo real do programa no CLP com monitora o do micro 6 Efetuar as corre es necess rias Como implementar o seu programa O primeiro passo deve ser o de apagar o programa residente na mem ria do CLP Em seguida deve se compilar o seu programa e grav lo no CLP Como fazer isto Estas opera es s o muito simples e para isso basta no Menu CPU clicar em Clear Para compilar o programa basta clicar no cone Compile e para grav lo no CLP basta clicar na barra de ferramentas no cone DownLoad 24 Siemens SIMATIC S7 200 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis e Clear CLP Memory utilizado para limpar da mem ria do CLP o programa residente Este comando se encontra no menu CPU Compile utilizado para compilar o programa Quando se faz a compila o o software faz uma varredura no programa em busca de erros como por exemplo a Pi falta do END no final do programa Este comando se encontra na barra de ferramentas e no menu CPU Upload Ei A W Program Code Block Cancel M Data Block M CPU Configuration e UpLoad from CLP utilizado para deslocar o que est na mem ria do CLP para o computador e DownLoad to CLP Download E PA E M Program Code Block Cancel M Data Block M CPU Configuratio
31. mandos de sele o das barras de ferramenta Toolbar e Status Bar Nesta tela escolhemos o tipo de programa o que se deseja utilizar Pode se escolher entre a linguagem Ladder e a STL que uma linguagem escrita Esta apostila adotar como linguagem padr o a Ladder que utilizada por todos os fabricantes de CLPs y Al m disso uma linguagem gr fica que mais amig vel e mais f cil Siemens SIMATIC S7 200 STL Ladder Data Block Symbol Table Status Chart Cross Reference Element Usage Symbolic Addressing Ctri r Toolbar Status Bar DOM 15 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis O Menu CPU Run Stop Neste menu est o os mesmos comandos do Compile F12 Toolbar que foram abordados anteriormente e mais e alguns que s o Clear Information Configure e Program Memory Cartridge O Clear para se apagar a mem ria e Information os outros comandos s o para configurar e visualizar Configure alguns par metros do CLP Pisut Memory Cartridge Time of Dap Clock Compare Froject to CPU Type O Menu Debug Em Debug est o alguns comandos muito importantes e muito utilizados O Execute Scans faz uma varredura em busca de um Execute scans programa O Ladder Status nos permite supervisionar o estado das Ladder Status Or entradas e sa das do CLP pela tela do micro Com este comando ativado o operador pode monitorar todo o andamento do processo O
32. material did tico dos cursos de Controladores L gicos Program veis CLPs que ser o ministrados no mbito do Laborat rio de Engenharia El trica Agradecemos ao CNPq que o rg o financiador do programa PRODENGE sub programa REENGE do qual faz parte este curso pelo apoio financeiro recebido Este trabalho constitui uma amplia o das notas sobre programa o do CLP S7 200 na vers o DOS do Step7 elaborada pelos funcion rios Jair Medeiros J nior e Marcos Augusto Mafra que foram utilizadas em treinamento interno Bernardo Severo da Silva Filho Chefe do Lab de Engenharia El trica Orientador ul S eel n Curso de Controladores L gicos Program veis SUM RIO 1 Introdu o 1 Mercado Atual R pido e Flex vel l Automa o l Hist rico 3 Vantagens 3 2 Princ pio de Funcionamento 4 3 Introdu o a Programa o 5 L gica matem tica e bin ria 5 4 Acess rios e Novas Tecnologias 8 5 Siemens SIMATIC S7 200 11 O que necess rio para instalar o software 11 Como a comunica o do software 11 Caracter sticas do software 11 O que s o entradas e sa das 12 O que s o entradas e sa das anal gicas e digitais 13 O que s o contatos de mem ria 13 O que s o entradas e sa das imagin rias 13 Tela de Abertura 6 STEP 7 MicroWIN 2 0 14 Tela de abertura 14 Uma vis o geral dos menus 15 Os Menus Project e Edit 15 O Menu View 15 O Menu CPU 16 O Menu Debug 16 O Menu Setup 16 O Menu Hel
33. mos tratando da programa o b sica do CLP S7 200 atrav s do programa STEP 7 para Windows Ser o consideradas apenas os recursos b sicos que s o contato normal aberto contato normal fechado contadores e temporizadores Introdu o Programa o 7 B lt eel n Curso de Controladores L gicos Program veis ACESS RIOS E NOVAS TECNOLOGIAS Os m dulos de sa da podem ser encontrados com drivers a transistor para carga DC a rel para cargas AC e DC e a tiristores para cargas AC de pot ncia As configura es de CLPs variam de fabricante a fabricante e os m dulos de entradas e sa das sejam elas digitais ou anal gicas podem ser encontrados em grupos separados ou associados Existem tamb m cart es de comunica o entre CLPs ou entre computadores sejam eles industriais ou PCs Estes cart es s o muito utilizados e de extrema import ncia na automa o de processos e m quinas pois permitem que um sinal recebido por um PLC possa acionar um contato de outro PLC ou de uma placa conversora A D instalada em um computador que estejam distantes Outro acess rio importante a IHM Interface Homem M quina que uma painel de controle program vel que apresenta para o usu rio mensagens de acordo com as condi es dos sinais de entrada e sa da permitindo que um operador normal tome ci ncia da condi o do sistema ou equipamento que est sendo controlado Este acess rio utilizado como sistema supervis rio e
34. n Este comando utilizado para baixar o programa que est no micro para a mem ria do CLP v Program Block Transfere apenas o diagrama de contatos para o CLP v Data Block Transfere apenas dados do programa tais como coment rios e t tulos System Memory Transfere apenas vari veis de mem ria RUN e STOP Estes comandos citados acima s funcionam se o CLP estiver em modo de opera o STOP O que vem a ser isto O CLP pode se encontrar em dois estados parado STOP sem processar o programa residente ou em processamento RUN processando os dados de entradas e sa das Experimente implementar um programa j pronto do diret rio CAS AProgramsi Estes programas mostrados na figura acima s o programas que j vieram no software de Instala o S7200 da Siemens Escolha algum arquivo para exemplo e depois implemente o no CLP Siemens SIMATIC S7 200 25 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis Monitorando o Sistema Ladder Status Agora vamos monitorar o programa implementado no CLP pelo micro Se o programa de demonstra o foi implementado com sucesso ficou da seguinte forma Metwmork 1 ETa RS OO 11 1 Cm 1 3 1 0 Hetwork 2 Er 0 1 Q0 0 sJ 3 Hetwork 3 a LO 2 Q0 0 R J 3 Metwork 4 eat QOD D a Fred PI Metwork 5 firm Os Cid e 3 Metwork G H END Com este programa implementado voc poder monitorar as mudan as de estados das entradas e sa das pelo micro utilizando o
35. ntroladores L gicos Program veis EXERC CIOS 1 Dada a l gica de comando digital abaixo escreva um programa equivalente para CLP em linguagem Ladder Quest o do Exame Nacional de Cursos 1998 kzi kzi kzi Lj ra e 2 Desenvolver um projeto de controle para a seguinte instala o na linguagem LADDER LIGA DESL TE O BOMBA AM y Atrav s do programa o utilizador deve ser capaz de selecionar o modo se funcionamento Autom tico ou Manual Em MANUAL a Bomba poder ser ligada pressionando se o bot o LIGA e desliga pressionando se o bot o desliga Neste modo as b ias de N vel n o tem nenhuma a o Em AUTOM TICO a bomba ser ligada 10 Seg ap s a dete o de N VEL BAIXO e desligada 10 Seg ap s a dete o de N VEL ALTO Exerc cios 29 ul lee A Curso de Controladores L gicos Program veis ENTRADAS 10 0 1 se N VEL lt N VEL BAIXO 10 0 0 se N VEL gt N VEL BAIXO I0 1 1 se N VEL gt N VEL ALTO 10 1 0 se N VEL lt N VEL ALTO 10 2 1 se AUTOM TICO J0 2 0 se MANUAL I0 3 1 se BOT O LIGA pressionado 10 4 0 se BOT O DESLIGA pressionado SA DA QO 1 1 ent o BOMBA LIGADA 3 Projete um controle capaz de inverter o sentido de rota o de um motor trif sico OBS Para mudarmos o sentido de rota o de um motor trif sico necess rio que mudemos duas das tr s fases isto que a fase A se torne B e que a fase B se torne A TF K
36. oca das palavras usadas e do estilo metaf rico e portanto confuso que poderia atrapalhar o rigor l gico do racioc nio Para evitar essas dificuldades criou se uma linguagem l gica artificial A l gica bin ria possui apenas dois valores que s o representados por O e 1 A partir desses dois s mbolos constru mos ent o uma base num rica bin ria A partir desses conceitos foram criadas as portas l gicas que s o circuitos utilizados para combinar n veis l gicos digitais de formas espec ficas Neste curso aprenderemos apenas as portas l gicas b sicas AND OR e NOT Portas L gicas Os CLPs vieram a substituir elementos e componentes eletro eletr nicos de acionamento e a linguagem utilizada na sua programa o similar linguagem de diagramas l gicos de acionamento desenvolvidos por eletrot cnicos e profissionais da rea de controle esta linguagem denominada linguagem de contatos ou simplesmente LADDER A linguagem Ladder permite que se desenvolvam l gicas combinacionais segiienciais e circuitos que envolvam ambas utilizando como operadores para estas l gicas entradas sa das estados auxiliares e registros num ricos A Tabela 1 nos mostra os 3 principais s mbolos de E Introdu o Programa o 5 B lt eel n Curso de Controladores L gicos Program veis Para entendermos a estrutura da linguagem vamos adotar um exemplo bem simples o acionamento de uma l mpada L a partir de um bot o liga desl
37. options to only those supported by a specific CPU o tipo de CPU Em Comunications configuramos os par metros de EPL que Head CPU Type comunica o como foi abordado anteriormente OK Cancel Ap s terminar as configura es clique em OK Nota Observe que o cursor est parado na primeira coluna da primeira NETWORK para moviment lo use as setas e ess ou o mouse Metwork 1 Eira HETWORE TITLE sinole line 18 Siemens SIMATIC S7 200 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis 1 Passo Inserir um contato normal aberto I 0 0 Coloque o cursor na NETWORK 1 e selecione o contato normal aberto na barra de ferramentas Para inserir o contato tecle ENTER ou d um clique duplo Acima do contato aparecer um espa o para o endere amento do contato Contacts Ee Normal Open Network 1 pr NETWORK TITLE single line 2 Passo Digite o endere o do contato Neste caso como este contato tem o endere o 0 0 apenas tecle ENTER 3 Passo Vamos inserir agora o contato normal fechado I 1 1 Coloque o cursor direita e selecione o contato normal fechado na barra de ferramentas Para inserir o contato tecle ENTER ou d um clique duplo Acima do contato aparecer um espa o para o endere amento do contato Desta vez necess rio digitar o endere o 11 1 e teclar ENTER Contacts Ee Normal pen n 4 Passo Vamos agora inserir uma sa da Q 1 0 Coloque o cursor
38. ou um LED Na CPU 214 n s temos 10 sa das digitais reais S o elas Q 0 0 Q 0 1 Q 0 2 Q 0 3 Q 0 4 Q 0 5 Q 0 6 Q 0 7 Q 1 0 Q 1 1 10 SAIDAS DIGITAIS Ea n ENRI na aa E 14 ENTRADAS DIGITAIS 12 Siemens SIMATIC S7 200 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis O que s o Entradas e Sa das L gicas e Anal gicas Entradas e sa das l gicas s o aquelas que possuem apenas dois resultados O e 1 Sendo o resultado O OV e o resultado 1 24V As Entradas e Sa das Anal gicas podem variar passo a passo dentro de seu gradiente de Varia o Por exemplo digamos que o Laborat rio tenha um modulo adicional de 02 entradas 02 sa das anal gicas 220Vca Ent o estas entradas e sa das poder o variar suas tens es entre OVca e 220Vca assumindo valores tais como 40V 87V 152Vca O que s o contatos de mem ria Contatos de mem ria s o entidades virtuais que s o utilizados apenas para ajudar o desenvolvimento da l gica de programa o escalar interna Usam uma simbologia de entrada e de sa da L i po No caso da CPU mod 214 eles s o 56 endere os variando do endere o M 0 0 ao endere o M 7 7 O que s o entradas e sa das imagin rias Entradas e Sa das Imagin rias s o aquelas que s podem ser usadas dentro do programa Mas ent o elas deixam de ser Entradas e Sa das Sim elas ser o utilizadas para contatos Internos do programa a n o ser que se instale um m dulo
39. p 17 O que a rede de l gica escalar 18 Exemplo 18 Blocos de Sa das Espec ficas 20 Sa da SET e RESET 20 CTU Contador Crescente 21 CTUD Contador Crescente e Decrescente 22 TON Temporizador sem paradas 22 TONR Temporizador com paradas 22 END 23 lt eel n Guia de Programa o Como implementar o seu programa CLEAR CLP Memory COMPILE UPLOAD from CLP DOWNLOAD to CLP RUN e STOP Monitorando o sistema Ladder Status Como alterar o programa 7 Exerc cios ji Curso de Controladores L gicos Program veis al eel n Curso de Controladores L gicos Program veis INTRODU O Os Controladores L gicos Program veis ou CLPs s o equipamentos eletr nicos utilizados em sistemas de automa o flex vel S o ferramentas de trabalho muito teis e vers teis para aplica es em sistemas de acionamentos e controle e por isso s o utilizados em grande escala no mercado industrial Permitem desenvolver e alterar facilmente a l gica para acionamento das sa das em fun o das entradas Desta forma podemos associar diversos sinais de entrada para controlar diversos atuadores ligados nos pontos de sa da 1 Mercado Atual R pido e Flex vel A roda viva da atualiza o da qual fazemos parte movimenta e impulsiona o mercado mundial atualmente Os profissionais buscam conhecimentos para se tornarem mais vers teis adequando se s necessidades das empresas que por sua vez buscam maior va
40. proporcionais Motores C C Servomotores C C Inversores de frequ ncia 4 8 Principio de Funcionamento al lt A Curso de Controladores L gicos Program veis Exemplo de circuito de sa da anal gico o tease DAC E LA Existem tamb m m dulos de sa da especiais Alguns exemplos s o M dulos P W M para controle de motores C C M dulos para controle de Servomotores M dulos para controle de Motores de Passo Step Motor M dulos para I H M Interface Homem M quina CLASSIFICA O DOS CONTROLADORES L GICOS PROGRAM VEIS Os tipos e modelos de CLPs podem ser classificados de forma did tica com rela o ao n mero de Entradas e Sa das em Nano e Micro CLP o CLP de pouca capacidade de E S m ximo 16 Entradas e 16 Sa das normalmente s digitais composto de um s m dulo ou placa baixo custo e reduzida capacidade de mem ria m ximo 512 passos 4 9 Principio de Funcionamento ul lt S Curso de Controladores L gicos Program veis CLP de M dio porte o CLP com uma capacidade de Entrada e Sa da de at 256 pontos digitais e anal gicas podendo ser formado por um m dulo b sico que pode ser expandido Costumam permitir at 2048 passos de mem ria que pode ser interna ou externa por exemplo soquetes de mem ria ou podem ser totalmente modulares CLP de Grande porte O CLP de grande porte se caracteriza por uma constru o modular
41. que da mistura atrav s da v lvula Drain Valve v lvula de drenagem e do motor Drain Pump bomba de drenagem 8 passo Crie um modo de contar quantas vezes este processo descrito do 1 ao 7 passo realizado por completo Pump 1 Controls Pump 1 Pump 2 Pump 2 Controls 20 0 00 1 O mi Pp O lojo 10 0 as STA Q Stop T 4 High Level olo 102 0 4 Fr steam Valve Low Level Ronda Fa 5 Q0 3 410 4 Drain comi valve Pump Exerc cios 31 Curso de Controladores L gicos Program veis lt ee n DESAFIO 5 Projete e implemente no CLP em linguagem LADDER o controle de sinaliza o de um cruzamento de duas ruas O cruzamento possui em cada rua um sinal para pedestres e um para o autom veis PAR METROS I0 0 Liga 10 1 Desliga Q0 0 Verde 1 rua QO 1 Amarelo 1 rua Q0 2 Vermelho 1 rua Q0 3 Verde 2 rua TEMPO SEG e Q0 4 Amarelo 2 rua Q0 5 Vermelho 2 rua Q0 6 Verde Pedestre 1 rua Q0 7 Vermelho Pedestre 1 rua Q1 0 Verde Pedestre 2 rua Q1 1 Vermelho Pedestre 2 rua DICA Se o sinal para carros estiver verde ou amarelo o sinal de pedestres deve estar vermelho I2 Exerc cios ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis BIBLIOGRAFIA e Bignell J W e Donovan R L Eletr nica Digital Editora Makron Books e Bolton W Engenh
42. r ao nosso arquivo e editar mais uma NETWORK Desta vez voc tentar fazer exatamente como mostra a figura anexa sem ajuda Ao acionarmos cinco vezes a chave I 0 1 o contador ser ativado e acionar o endere o C 23 que por sua vez na NETWORK 05 acionar a sa da Q 0 4 QUO C23 CU CTU Cas Q04 Siemens SIMATIC S7 200 21 ul lt ee n Curso de Controladores L gicos Program veis CTUD Contador Crescente e Decrescente Para selecion lo clique na Janela F2 em Timers e Counters e na Janela F3 em Count Up Down Este contador composto de uma entrada CU uma entrada CD um reset R e a constante a ser escolhida PV CXX CU CTUD CD R Constante K10 gt PV Nota O CLP214 pode endere ar v rios contadores isto podemos endere ar desde os contadores C48 ao C79 OBS A capacidade dos contadores vai de 32767 32767 eventos TON Temporizador sem Paradas Para selecion lo clique na Janela F2 em Timers e Counters e na Janela F3 em Timer On Delay Quando sua entrada IN acionada ele contar at que a mesma entrada seja desligada e se for re ligada ele voltar a contar do zero novamente TONR Temporizador com Paradas Para selecion lo clique na Janela F2 em Timers e Counters e na Janela F3 em Timer On Retentive Delay Quando sua entrada IN acionada ele contar at que a mesma seja desligada e se for re ligada o temporizador continuar a contar do mesmo ponto de ond
43. r protocolos de comunica o para os CLPs de modo a proporcionar que o equipamento de um fabricante converse com o equipamento de outro fabricante n o s CLPs como Controladores de Processos Sistemas Supervis rios Supervisores Redes Internas de Comunica o e etc proporcionando uma integra o a fim de facilitar a automa o gerenciamento e desenvolvimento de plantas industriais mais flex veis e normalizadas fruto da chamada Globaliza o Existe uma Funda o Mundial para o estabelecimento de normas e protocolos de comunica o Introdu o Sud ul lt lee A Curso de Controladores L gicos Program veis PRINC PIO DE FUNCIONAMENTO Podemos apresentar a estrutura de um CLP dividida em tr s partes entrada processamento e sa da Figura 1 Estrutura b sica de um CLP Os sinais de entrada e sa da dos CLPs podem ser digitais ou anal gicos Existem diversos tipos de m dulos de entrada e sa da que se adequam as necessidades do sistema a ser controlado Os m dulos de entrada e sa das s o compostos de grupos de bits associados em conjunto de 8 bits 1 byte ou conjunto de 16 bits de acordo com o tipo da CPU As entradas anal gicas s o m dulos conversores A D que convertem um sinal de entrada em um valor digital normalmente de 12 bits 4096 combina es As sa das anal gicas s o m dulos conversores D A ou seja um valor bin rio transformado em um sinal anal gico Os sinais dos
44. rama Circuto CLP LIT S E 10 0 I0 1 SIEMENS Q 0 0 7 200 ERREI Figura 5 Fun o OR Assim podemos afirmar que todas as fun es l gicas combinacionais podem ser desenvolvidas em programa o e executadas por CLPs uma vez que todas derivam dos b sicos NOT AND e OR A flexibilidade dos CLPs percebida neste momento pois as altera es l gicas podem ocorrer com grande facilidade sem que sejam necess rias altera es do hardware ou inclus o de componentes eletr nicos ou el tricos Esta a principal caracter stica dos sistemas de automa o flex veis e o que faz dos CLPs ferramentas de grande aplica o nas estruturas de automa o Al m da linguagem de contatos existem outras formas de programa o caracter sticas de cada fabricante Conclu mos ent o que os projetos de automa o e controle envolvendo CLPs reduzem o trabalho de desenvolvimento de hardware dos circuitos l gicos do acionamento bem como os dispositivos e pot ncia para acionamento de cargas e dos atuadores uma vez que podemos escolher m dulos de sa da j prontos adequados ao tipo de carga que desejamos acionar A utiliza o desses controladores contemplam por conseguinte alguns passos gen ricos defini o da fun o l gica a ser programada transforma o desta fun o em programa assimil vel pelo CLP implementa o f sica do controlador e de suas interfaces com o processo Neste curso introdut rio estare
45. riedade e rapidez de produ o para atender ao cliente que se torna cada vez mais exigente As empresas est o se reorganizando para atender as necessidades atuais de aumento de produtividade flexibilidade e redu o de custos Destas necessidades surgiram as necessidades de os equipamentos se adequarem rapidamente s altera es de configura es necess rias para produzirem diversos modelos de produtos com pequenas altera es entre si 2 Automa o Em princ pio qualquer grandeza f sica pode ser controlada isto pode Ter seu valor intencionalmente alterado Obviamente h limita es pr ticas uma das inevit veis a restri o da energia de que dispomos para afetar os fen menos por exemplo a maioria das vari veis climatol gicas poder ser medida mas n o controlada por causa da ordem de grandeza da energia envolvida O controle manual implica em se ter um operador presente ao processo criador de uma vari vel f sica e que de acordo com alguma regra de seu conhecimento opera um aparelho qualquer v lvula alavanca chave que por sua vez produz altera es naquela vari vel No in cio da industrializa o os processos industriais utilizavam o m ximo da for a da m o de obra A produ o era composta por etapas ou est gios nos quais as pessoas desenvolviam sempre as mesmas fun es especializando se em certa tarefa ou etapa da produ o Assim temos o princ pio da produ o seriada O mesmo ocorr
46. sores do tipo Strain Gauges M dulos para leitura de grandezas el tricas KW KWh cos Fi I V etc M DULOS OU INTERFACES DE SA DA Os M dulos ou Interfaces de Sa da adequam eletricamente os sinais vindos do microprocessador para que possamos atuar nos circuitos controlados Existem dois tipos b sicos de interfaces de sa da as digitais e as anal gicas SA DAS DIGITAIS As sa das digitais admitem apenas dois estados ligado e desligado Podemos com elas controlar dispositivos do tip Reles Contatores Reles de estato s lido Solen ides V lvulas Inversores de frequ ncia As sa das digitais podem ser constru das de tr s formas b sicas Sa da digital Rel Sa da digital 24 VCC e Sa da digital Triac Nos tr s casos tamb m de praxe prover o circuito de um isolamento galv nico normalmente opto acoplado Exemplo de sa da digital a rel 4 7 Principio de Funcionamento ul lt i Curso de Controladores L gicos Program veis Exemplo de sa da digital transistor Exemplo de sa da digital a Triac SA DAS ANAL GICAS Os m dulos ou interfaces de sa da anal gica converte valores num ricos em sinais de sa da em tens o ou corrente No caso de tens o normalmente O 10 VCC ou 0 5 VCC e no caso de corrente de O 20 mA ou 4 20 mA Estes sinais s o utilizados para controlar dispositivos atuadores do tipo V lvulas
47. stes dados s o valores de temporizadores valores de contadores c digos de erro senhas de acesso etc S o normalmente partes da mem ria RAM do CLP S o valores armazenados que ser o consultados e ou alterados durante a execu o do programa do usu rio Em alguns CLPs utiliza se a bateria para reter os valores desta mem ria no caso de uma queda de energia 4 3 Principio de Funcionamento ul lt S Curso de Controladores L gicos Program veis MEM RIA IMAGEM DAS ENTRADAS SA DAS Sempre que a CPU executa um ciclo de leitura das entradas ou executa uma modifica o nas sa das ela armazena o estados da cada uma das entradas ou sa das em uma regi o de mem ria denominada Mem ria Imagem das Entradas Sa das Essa regi o de mem ria funciona como uma esp cie de tabela onde a CPU ir obter informa es das entradas ou sa das para tomar as decis es durante o processamento do programa do usu rio CIRCUITOS AUXILIARES S o circuitos respons veis para atuar em casos de falha do CLP Alguns deles s o POWER ON RESET Quando se energiza um equipamento eletr nico digital n o poss vel prever o estado l gico dos circuitos Internos Para que n o ocorra um acionamento indevido de uma sa da que pode causar um acidente existe um circuito encarregado de desligar as sa das no Instante em que se energiza o equipamento Assim que o microprocessador assume o controle do equipamento esse circuito desabili
48. tado POWER DOWN O caso inverso ocorre quando um equipamento subitamente desenergizado O conte do das mem rias pode ser perdido Existe um circuito respons vel por monitorar a tens o de alimenta o e em caso do valor desta cair abaixo de um limite pr determinado o circuito acionado interrompendo o processamento para avisar o microprocessador e armazenar o conte do das mem rias em tempo h bil WATCH DOG TIMER Para garantir no caso de falha do microprocessador o programa n o entre em loop o que seria um desastre existe um circuito denominado C o de Guarda que deve ser acionado em intervalos de tempo pr determinados Caso n o seja acionado ele assume o controle do circuito sinalizando uma falha geral M DULOS OU INTERFACES DE ENTRADA S o circuitos utilizados para adequar eletricamente os sinais de entrada para que possa ser processado pela CPU ou microprocessador do CLP Temos dois tipos b sicos de entrada as digitais e as anal gicas ENTRADAS DIGITAIS S o aquelas que possuem apenas dois estados poss veis ligado ou desligado e alguns dos exemplos de dispositivos que podem ser ligados a elas s o Botoelras Chaves ou micro chaves fim de curso Sensores de proximidade indutivos ou capacitivos Chaves comutadoras Termostatos Pressostatos Controle de n vel b ia 4 4 Principio de Funcionamento ul lt A Curso de Controladores L g
49. uardar configura es de equipamentos etc Normalmente s o utilizadas baterias recarreg veis do tipo Ni Ca ou Li Nestes casos incorporam se circuitos carregadores MEM RIA DO PROGRAMA MONITOR O Programa Monitor o respons vel pelo funcionamento geral do CLP Ele o respons vel pelo gerenciamento de todas as atividades do CLP N o pode ser alterado pelo usu rio e fica armazenado em mem rias do tipo PROM EPROM ou EEPROM Ele funciona de maneira similar ao Sistema Operacional dos microcomputadores o Programa Monitor que permite a transfer ncia de programas entre um microcomputador ou Terminal de Programa o e o CLP ger nciar o estado da bateria do sistema controlar os diversos opcionais etc MEM RIA DO USU RIO onde se armazena o programa da aplica o desenvolvido pelo usu rio Pode ser alterada pelo usu rio j que uma das vantagens do uso de CLPs a flexibilidade de programa o Inicialmente era constitu da de mem rias do tipo EPROM sendo hoje utilizadas mem rias do tipo RAM cujo programa mantido pelo uso de baterias EEPROM e FLASH EPROM sendo tamb m comum o uso de cartuchos de mem ria que permite a troca do programa com a troca do cartucho de mem ria A capacidade desta mem ria varia bastante de acordo com o marca modelo do CLP sendo normalmente dimensionadas em Passos de Programa MEM RIA DE DADOS a regi o de mem ria destinada a armazenar os dados do programa do usu rio E
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