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automação de uma máquina envasadora - DEE

1. 22 Figura 2 5 Representa es das fun es baseadas em rel s no software RSLogix 500 23 Figura 2 6 Representa es das fun es TON e CTU no software RSLogix 500 24 Figura 2 7 Representa es das fun es SCL e SCP e e eeeeeeeererereerreceena 27 Figura 2 8 Poss veis situa es na utiliza o de um bloco da fun o LIM 29 Figura 3 1 Tela Inicial do software RSLINX ssa acesa ad Go 32 Figura 3 2 Configura o de drivers no software RSLINX csccescessseceseceeeeeeeesssecnseenseeenaees 33 Figura 3 3 Tela principal do software RSLogix 500 34 Figura 3 4 Endere amento no software RSLogix 500 37 Figura 3 5 Tela principal e janela de configura o do software RSLogix Emulate 500 38 Figura 3 6 Tela principal do software RSNetWorx era 40 Figura 4 1 Vis o geral da m quina de envase cenit etnies deat eerie nl a 6 atenas 42 Figura 4 7 Dispensador de Baldes usas saga sia sra isias dos toa kasi canenadiatascastuaeusi lt de 43 Figura 4 3 Esteira de baldes mostrada em detalhes 44 Figura 4 4 Vista detalhada da esta o de dosagem sssessssssessseessseeesseesseesseesseeessseessrese 44 Figura 4 5 C lula de carga modelo PW15AH e esquema de aplica o 45 Figura 4 6 Dispensador de tampas as 2 52 posa certs Si
2. Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software RSLogix 500 Com o CLP conectado e devidamente configurado ser poss vel testar os elementos atuadores e sensores para evitar complica o na hora de depura o de erros com a l gica completamente implantada 5 2 Configura o da rede DeviceNet 5 2 1 Caracter sticas da rede DeviceNet A rede DeviceNet uma rede aberta direcionada a dispositivos de baixo n vel baseada no protocolo de comunica o CAN controller rea network desenvolvido pela Bosch Os padr es utilizados na rede DeviceNet s o estabelecidos pela Open DeviceNet Vendor Association ODVA A rede DeviceNet suporta at 64 n s dispositivos associados a rede e dependendo do tipo de liga o os componentes podem ser retirados da rede sem interromper o funcionamento dos demais equipamentos A topologia utilizada nesta rede do tipo barramento com deriva es Cada deriva o tamb m pode conter ramifica es O cabo utilizado pela na rede DeviceNet transporta alimenta o e sinais de comunica o junto A cabo composto por 5 fios dois de alimenta o dois de comunica o CAN Le CAN H e um shield Os cabos s o padronizados em quatro tipos grosso m dio fino e chato A escolha do cabo interfere na taxa m xima de transmiss o Geralmente o cabo grosso utilizado no barramento e o cabo fino nas deriva es As conex es dos dispositivos podem utilizar de linhas de deriva o qu
3. Ma BaLDEs240 urs oe l RSLogix Emulate500 MDB BALDES2 Main File 2 Debug File Start Rung 0 Start Rung EndRung 1 End Rung Station 7 Decimal 7 Octal IV Restore Mode on Start al Priority Ok Cancel Help Press ALT to choose commands Mode Run Fonte Ilustra o pr pria obtida com aux lio do software RSLogix Emulate 500 39 Para simular um processador o usu rio precisa configurar os driver do simulador no software de comunica o RSLinx Controladores SLC 500 e Micrologix utilizam o driver de simula o SLC 500 DH485 Emulator Configurado o driver basta abrir um projeto ladder existente e configurar como a simula o ser feita Na Figura 3 5 a tela de configura o exibida Ela permite a escolha do arquivo com o programa principal escolha de um arquivo debug primeira e ltima linha a ser verificada e o n mero da esta o definido no RSLinx O RSLogix Emulate 500 n o possui nenhuma interface para simula o e observa o de entradas e sa das Por isso para simular o comportamento do programa de acordo com os elementos sensores e atuadores encontrados no processo o usu rio pode mudar as sa das no programa de edi o ladder ou utilizar um arquivo de depura o A primeira op o pode ser feita utilizando a fun o toggle bit do RSLogix que alterna o estado atual de entradas discretas Essa op
4. OPCIHMJB3 30 2 1 OR OPCIHM B3 30 3 1 z a a Expression true state O Invisible Visible Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME Por fim para encerrar a abordagens sobre recursos utilizados no desenvolvimento gr fico da interface necess rio abordar o funcionamento dos Global Objects ou objetos globais Muitas vezes uma interface necessita da presen a de um grupo de elementos gr ficos em v rias telas como na cria o de um cabe alho ou painel de navega o Para permitir uma flexibilidade na altera o desses grupos de objetos gr ficos esses objetos s o criados de forma global Os objetos globais s o criados separadamente e copiados para as demais telas do projeto de interface A c pia dos objetos globais em cada display permanece associada ao objeto de origem isto basta alterar o objeto original para que todas as suas c pias sejam atualizadas com as devidas modifica es No projeto desenvolvido neste trabalho o cabe alho da interface e os pain is das tabelas de par metros foram criados a partir de um objeto global 6 3 3 Configura o de tags Ap s o desenvolvimento da parte gr fica da IHM deve ser definido como a interface interagir com a fonte de dados Essa fun o est diretamente relacionada com as tags As tags s o nomes l gicos atribu dos as vari veis internas ou externas da IHM que podem facilitar a manipula o de dados no projeto Sej
5. Os nomes atribu dos as macros s o bastante sugestivos cada macro atribui um valor de 1 a 4 a tag balanca de acordo com o indicador num rico do nome do arquivo da macro isto quando a macro bl disparada a tag balanca recebe o valor 1 O disparo das macros feito pelos quatro bot es que cont m o nome da respectiva balan a Ainda na parte central da tela h um comando para tarar as balan as implementado por meio de um push button que deve ser utilizado quando a m quina est no modo teste A sele o do modo autom tico ou teste pode ser feita por meio do ltimo bot o da faixa central da tela Esse bot o do tipo 94 retentivo e quando habilita o modo teste da m quina possibilita a utiliza o de alguns comandos neste caso o comando de tarar as balan as mesmo com a m quina parada No lado direito do display disp pesageml uma imagem foi utilizada juntamente com um gr fico e um mostrador para indicar o valor medido na balan a selecionada A barra gr fica com preenchimento proporcional ao valor medido foi implementada por meio do elemento Bar Graphic Este elemento permite a observa o de um valor de forma gr fica Sua configura o composta pela atribui o de valores m nimo e m ximo cores de preenchimento e uma tag ou express o para apontar o valor observado A conex o do elemento foi estabelecida por meio de uma express o Cada balan a tem o seu valor de l
6. else Sem Comunica o E Syntax Line 8 Column 23 Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME 85 6 4 2 Display menu Ap s a realiza o do logon de um usu rio todas as telas acessadas possuem c digo de seguran a B somente o usu rio operador tem privil gio de acesso B A primeira tela exibida para um operador autenticado foi nomeada menu Figura 6 15 Nesta tela o operador pode observar as mesmas informa es da tela inicial navegar para outras telas de configura o e realizar opera es b sicas como resetar o contador de produ o acionar o bot o de emerg ncia da m quina ligar o sistema de limpeza da m quina CIP Clean in place e efetuar o logout do sistema No cabe alho o bot o de navegar para o menu utilizado nas demais telas foi substitu do por um bot o de desligamento da interface Figura 6 15 Tela menu da aplica o desenvolvida 18 5 2014 Informa es IHM M quina de envase 13 14 31 Desligar IHM l DRE PF Maquina pronta Acoes Resetar Acionar Ap Ligar Contador ess NOR q CIP F Logout Configura es Dispensador Dispensador Ajustes Ajustes Ajustes eae de tampas de baldes Servo Balan as Tempos Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME Todos os elementos da linha configura es da tela
7. emerg ncia emerg ncia Limpar Alarmes Hist rico Ativos Fechar Acionar Emerg ncia Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME 97 6 5 Conclus es No ltimo cap tulo do desenvolvimento foram abordados diversos conceitos e recursos do desenvolvimento de interface gr fica Neste cap tulo foi documentado todas as etapas seguidas durante o desenvolvimento de uma IHM feita para interagir com uma m quina envasadora A escolha do desenvolvimento de uma interface ao inv s de uma aplica o ladder foi baseada na possibilidade de simula o isto a IHM pode ser simulada e testada em uma situa o muito pr xima da real J uma aplica o ladder necessita de uma implementa o real completa para validar o seu desenvolvimento Portanto a simula o de uma interface em conjunto com o estudo de uma aplica o em ladder real torna um trabalho introdut rio as diversas reas de automa o muito mais completo e proveitoso A interface desenvolvida apesar de n o ter a complexidade de um sistema SCADA utiliza os mais diversos recursos oferecidos pelo software Factorytalk View cumprindo o objetivo de mostrar uma vis o geral de um projeto de automa o que possibilita o desenvolvimento de aplica es mais complexas no futuro A simula o da interface proposta neste trabalho foi realizada com sucesso permitindo que a IHM interagisse de forma integral com a aplica o do caso
8. o deste software no desenvolvimento deste trabalho O Factorytalk View a ferramenta computacional da Rockwell utilizada para desenvolvimento e teste de IHMs Este software possui dois ambientes Site Edition SE e Machine Edition ME Como o nome j sugere a vers o SE utilizada para desenvolvimento de interfaces mais complexas SCADA com a possibilidade de criar servidores e clientes J 67 o ambiente ME voltado para o desenvolvimento de interfaces locais para m quinas industriais ou seja n vel de ch o de f brica A IHM desenvolvida neste trabalho foi criada a partir do ambiente Machine Edition A Figura 6 1 mostra o ambiente de trabalho do Factorytalk View ME Figura 6 1 Vis o geral do software Factorytalk View ME Title bar r gt PO FactoryTalk View Studio view Machine Editon So Menu bar Pile View Application Tools Window Help Toolbar gt Dessas Explorer window S Information Information Setup Workspace DR ficar om EL ASLiw Enterprise Systen Diagnostics List Din sence The server WAW localinstantFig MEASLnx Eremia on comp Eka Ceea Status bar gt NUM Fonte Pagina 2 4 do manual do software Factorytalk View 15 Ap s o reconhecimento de diversos softwares da Rockwell Automation a adapta o a um novo programa da mesma desenvolvedora facilitada devido ao fato dos softwares apresentarem um layout similar uns aos outros Como e
9. realizada utilizando os dois valores fontes source A e B e o resultado armazenado no endere o destino Destination Os valores fontes podem ser constantes ou endere os isto um valor pode ser declarado diretamente constante ou um endere o que contenha o valor a ser manipulado pode ser associado a uma fonte Apesar desta flexibilidade os dois valores fontes n o podem ser duas constantes A opera o matem tica ser realizada quando a linha da fun o matem tica for verdadeira No caso do resultado da opera o for maior que o valor m ximo de armazenamento do endere o destino o resultado pode ser definido de duas formas de acordo com o Math Overflow Selection Bit Quando este bit for igual a zero e o resultado maior que o limite de armazenamento o valor destino ser um valor saturado isto assumir um valor limite do destino de acordo com o tamanho da palavra do endere o destino 32678 ou 32767 para uma palavra de 16 bits No caso do bit de sele o de overflow igual a 1 o valor destino receber os 16 bits menos significantes do resultado da opera o A Tabela 2 1 mostra um resumo das fun es matem ticas Tabela 2 1 Resumo das principais fun es matem ticas de um controlador Allen Bradley Sigla da Fun o Nome Ingl s Descri o Adiciona dois valores fontes A e B e guarda o resultado em Boe Ang um endere o destino SUB Subtract Subtrai da fonte A o valor da fonte B e salva em um d
10. set servol da aplica o desenvolvida 94 Figura 6 27 Tela alarmes da aplica o desenvolvida ee 96 Figura 6 28 Tela alarmes hist da aplica o desenvolvida 96 LISTA DE TABELAS Tabela 2 1 Resumo das principais fun es matem ticas de um controlador Allen Bradley 26 Tabela 2 2 Resumo das principais fun es de compara o de um controlador Allen Bradley 28 Tabela 2 3 Resumo das principais fun es de controle de um programa ladder 30 Tabela 5 1 Sele o de velocidade da rede DeviceNet sccsecceesscsconceeescnsconsceecesonseossees 52 Tabela 5 2 Par metros do dispensador de baldes ereereereeenanes 56 Tabela 5 3 Par metros da c lula de carga via DEVICENEH toscursverieerrevearveanesanetenabenetonstenebeenbeonben 57 Tabela 5 4 Par metros dispensador de tampas ssccsesscsscosscessescnsconscesescnsconsessoesonseonsors 60 Tabela 5 5 Par metros servo Motors tl 63 Tabela 6 1 Tags utilizadas no desenvolvimento d IHM 0 csscssescecosceeescnsconsceeoeeenseoneees 78 CLP CPU Vdc RAM EEPROM IEC XIC XIO OTE OTL TON RTO TOF CTU CTD EN DN TT CAN ODVA TR IHM OPC DDE LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS Controlador L gico Program vel Cental Processing Unit Voltage direct current Random access memory Electrically Erasable Programmable Read O
11. Dispensador de balde Para iniciar o dispensador baldes diversas condi es devem ser satisfeitas como verificar se a m quina est ligada se o comando para ligar o dispensador via painel foi acionado e se a esteira de baldes est ligada pois esta esteira desligada sempre que h 4 baldes prontos para serem enviados para a dosagem e n o deve ser alimentada enquanto estiver sobrecarregada 56 A dispensa de baldes na esteira um processo c clico e sem varia es Por isso uma solu o antiga foi utilizada para automa o desta tarefa virtualiza o de um temporizador c clico eletromec nico Estes temporizadores s o utilizados em processos com sequ ncia e tempo definidos Eles s o constitu dos de um motor e um eixo com cames As cames s o projetadas de tal forma que em determinado ponto do giro do temporizador cada uma vai acionar um interruptor A virtualiza o deste temporizador consiste em incrementar um ngulo virtual por um temporizador As diversas tarefas do processo c clico s o acionadas de acordo com o intervalo do ngulo virtual em que elas est o programadas No caso do programa ladder do dispensador de baldes um temporizador realiza um incremento de 2 7 graus a cada 0 05 segundos Em seguida verificado se o ngulo ultrapassou o valor m ximo de 360 zerando o ngulo por meio de uma instru o SUB O valor do ngulo arredondado por meio da movimenta o de um valor float para um do tipo inteiro
12. UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEAR CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA EL TRICA CURSO DE GRADUA O DE ENGENHARIA EL TRICA MATHEUS VIN CIUS MORAIS LEITE AUTOMA O DE UMA M QUINA ENVASADORA ESTUDO SIMULA O E DESENVOLVIMENTO DE UMA INTERFACE HOMEM M QUINA FORTALEZA 2014 MATHEUS VIN CIUS MORAIS LEITE AUTOMA O DE UMA M QUINA ENVASADORA ESTUDO SIMULA O E DESENVOLVIMENTO DE UMA INTERFACE HOMEM M QUINA Monografia submetida ao Curso de Engenharia El trica da Universidade Federal do Cear como parte dos requisitos para obten o do grau de Graduado em Engenharia El trica Area de concentra o Automa o e controle Orientador Prof Dr Fabr cio Gonzalez Nogueira FORTALEZA 2014 P gina reservada para ficha catalogr fica que deve ser confeccionada ap s apresenta o e altera es sugeridas pela banca examinadora Para solicitar a ficha catalogr fica de seu trabalho acesse o site www biblioteca ufc br clique no banner Cataloga o na Publica o Solicita o de ficha catalogr fica MATHEUS VIN CIUS MORAIS LEITE AUTOMA O DE UMA M QUINA ENVASADORA ESTUDO SIMULA O E DESENVOLVIMENTO DE UMA INTERFACE HOMEM M QUINA Esta monografia foi julgada adequada para a obten o do grau de Graduado em Engenharia El trica e aprovada em sua forma final pelo Orientador e pela Banca Examinadora Aprovada em 13 Os zo 4 BANCA EXAMINADORA Prof Dr Fabr cio
13. o do servo 63 Tabela 5 5 Par metros servo motor Regulagem servo motor Par metro Valor Velocidade de descida rpm 1100 Velocidade de subida rpm 1500 Rampa de acelera o 70 Rampa de desacelera o 100 Curso de subida 15 Curso de descida 1400 Curso de falha 400 Fonte Tabela pr pria 5 3 8 LAD 18 Empurradores de baldes O c digo ladder do empurrador de baldes respons vel pelo controle da esteira de entrada dos paradores dos baldes e do envio dos baldes para a esta o de dosagem Vale lembrar que a esteira de entrada conta com quatro sensores um sensor para cada dosador quadro barreiras e quatro pist es empurradores A esteira desligada sempre que houver quatro baldes prontos para serem enviados para a esta o de dosagem Caso falte qualquer balde a esteira estar ligada Em seguida o c digo transfere valores para o presets dos temporizadores que acionam as barreiras de acordo com a chave de sele o do peso dos baldes As barreiras possuem um temporizador como filtro isto quando o sensor de determinada barreira est ativo o levantamento da barreira adiado para que o balde possa passar Em seguida a barreira acionada e um temporizador aguarda a chegada do balde no pr ximo empurrador Se algum empurrador ficar sem balde a montante da barreira a mesma recebe um comando OTU O sensor de posi o dos empurradores a montante s o utilizados para impe
14. Ajuste do MAC ID NAS HE 2 Ajuste da taxa de transmiss o NAO E 3 Ajuste do comprimento dos dados de processo 214 PRI E 4 Autosetup para opera o gateway DRO IO r PD4 EO o 5 Sem fun o PD3 CH a PDD A figura mostra os seguintes ajustes PDI EE MAC ID 4 AS ra Taxa de transmiss o 125 kBaud St nie Comprimento dos dados de processo 8 PD Fonte Manual da interface DFD11B 2007 12 No caso em estudo a interface do servodrive foi configurada com endere o 1 taxa de transmiss o 500 kbps 3 palavras de entrada e 3 palavras se sa da Ap s o comissionamento do dispositivo poss vel configurar o restante dos par metros diretamente no software RSNetWorx Os transdutores das c lulas de carga possuem uma chave que permite a desconex o do dispositivo sem interferir no restante da rede o que uma tima op o j que o barramento da rede est conectado pelo estilo aberto em cada c lula de carga Al m desse switch outro utilizado para comutar o tipo de rede que o transdutor est conectado entre CAN e DeviceNet Tamb m poss vel habilitar a resist ncia terminal se o transdutor for o ultimo dispositivo da rede O n padr o de equipamentos n o configurados o 63 Por isso esse endere o deve permanecer livre em uma rede DeviceNet para permitir a f cil configura o de novos equipamentos Aproveitando se da chave de remo o do transdutor da rede cada c lula de carga de ser configura se
15. I Send all unsolicited updates Communications Time Out Secs 5 IV Use Symbols Z MATHEUS DROPBOX T Select Database I Limit Maximum Packets po JM Use Maximum Packet Size Ethernet IV Update Hotlink after a poke I Optimize poke packets I Keep connection operi Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software RSLinx Figura 6 5 Configura o do arquivo ladder em modo online view Search Comms Tools Window Help old S a fra 28 la 6 RIV RIASOlls gt AM el e gt ER ENS ET ae oo em lt gt user Abit TimeriCounter Input Output Compare Driver Emulate500 Node 2d LADDER_ENVASAD BEE Controller Properties Project General Compiler Passwords E Help H Controller Driver Route Processor Node Controller Properties Em Tate500 flocal 2 pa 2 ctal D Processor Status Fun Last Configured System Au IO Configuration HE Channel Configuration Emulate500 Node 2d local Program Files syso Reply Timeout svs1 o Sec LAD 2 PRINCIPAL dt LAD 3 FREIO_B15K amp LAD 4 FREIO_B3K ane pate dt LAD 5 DISP_B15K LAD 6 DISP1_BSK A LAD 7 DISP1_B3K amp LADA CONT PRODI Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software RSLogix 500 72 6 3 Cria o da IHM e recursos utilizados Ap s o startup do ambiente de simula o todos os requisitos para o desenvolvimento da IHM estavam satisfeitos A program
16. O ltimo componente da tela do software a barra de status como mostra instru es de acordo com a opera o que est sendo realizada O primeiro passo para come ar a programar um CLP a cria o de um novo projeto Durante a cria o do projeto diversas caracter sticas como nome do CLP modelo do controlador driver de comunica o utilizado e o n mero do n do dispositivo Por m esses dados podem ser alterados a qualquer momento por meio do arquivo Controller Properties na rvore de projeto podendo haver perda de dados Ap s realizar essas configura es o usu rio deve terminar a especifica o do hardware definindo se for existente os m dulos de expans o e o rack utilizado Essa configura o feita por meio do arquivo de projeto I O Configuration Na janela de configura o de I O h uma lista selecion vel de cart es de expans o para o controlador especificado Por meio do bot o Read I O Config essa configura o pode ser feita de maneira autom tica quando o controlador estiver conectado ao compilador Ap s a configura o dos componentes de hardware necess rio entender como feito o armazenamento de dados do controlador e como esses dados podem ser acessados Os arquivos de dados possuem uma pasta na rvore de projetos e a por o da mem ria do controlador que armazena o status das entradas sa das processador bit virtuais contadores temporizadores e etc Geralmente o compilador RSLogix
17. O bot o de login chama um teclado pr prio para telas sens veis ao toque que permite a entrada de um nome de usu rio e uma senha Ap s o login as funcionalidades da IHM s o liberadas O acionamento da emerg ncia foi implementado por meio de um bot o retentivo Em cima do bot o foram usados dois mostradores de texto e duas imagens para facilitar o entendimento do usu rio Nesses elementos foi aplicada uma anima o de visibilidade para que apenas uma mensagem 84 de texto e uma figura fossem exibidas de acordo com o estado de emerg ncia da m quina indicado pelo bit B3 30 1 do controlador Figura 6 13 Tela inicial da aplica o desenvolvida E inicial 18 5 2014 4 IHM M quina de envase EJ 10 37 06 Status M quina pronta amp Login Acionar Emerg ncia Para ter acesso s configura es efetue o login Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME Figura 6 14 Express o do status da maquina Expression Editor Expression If OPCIHM B3 1 0 1 then M quina ligada else if OPCIHMJB3 1 11 1 then M quina pronta else if OPCIHM B3 30 0 1 then Falha Tampas else if OPCIHMJB3 30 1 1 then Falha Emerg ncia else if OPCIHMJB3 30 2 1 OR OPCIHM B3 30 3 1 then Falta de baldes else if OPCIHM B3 30 4 1 then Falta de ar comprimido else if OPCIHM B3 30 12 1 then Falha Servomotor
18. View ME A Figura 6 8 mostra parte do painel de configura o de um outro tipo de elemento os displays de valores Na IHM desenvolvida os mostradores de valores foram amplamente utilizados pois s o esses elementos que permitem o acompanhamento e altera o de valores do tipo inteiro Os mostradores de valores num ricos podem ser encontrados em dois tipos Numeric Display ou Numeric Input Display O primeiro apenas mostra valores J o segundo permite a altera o do valor mostrado ap s um clique no mostrador Outro recurso bastante aplicado no desenvolvimento desta IHM foram as imagens O uso de imagens facilita o reconhecimento de status e padr es pelo usu rio final O programa Factorytalk View oferece uma biblioteca Symbol Factory de s mbolos comumente usados no controle de processos Por m esses s mbolos n o podem ser aplicados diretamente um display Todas as imagens devem ser salvas e em seguida importadas para a biblioteca de imagens do programa Apenas as figuras contidas na biblioteca de imagens podem ser utilizadas nos displays bot es entre outros Esse requisito torna o uso de imagens nas interfaces bastante burocr tico incentivando a aplica o de gr ficos nativos do software V rios dos recursos citados neste t pico n o seriam realmente eficientes no uso final de uma interface se n o fosse pela funcionalidade proporcionada pelas anima es Sem d vidas uma IHM eficiente deve contar com elementos din mico
19. es relacionadas para facilitar a opera o Um dos par metros configur veis do display o seu tipo que pode ser escolhido como replace ou on top Na op o replace ou substitui o quando o display for requisitado pelo usu rio ele substituir a tela atual por completo por isso suas dimens es est o de acordo com as medidas originais determinadas no in cio do projeto J no modo on top ou no topo o display ser posicionado por cima da tela atual e pode ter o seu posicionamento e tamanho especificado Al m do seu tipo cada display pode receber um c digo de seguran a e um n mero de identifica o que ter o suas funcionalidades explicadas nas pr ximas se es deste trabalho Ap s a cria o de um display cabe ao programador determinar quais elementos gr ficos ser o utilizados para interagir com o usu rio final O programa apresenta elementos mais b sicos que n o requisitam muito conhecimento para serem utilizados e podem ser criados de forma intuitiva como textos e figuras geom tricas Para o desencadeamento de a es ou altera o de vari veis booleanas os elementos utilizados s o os bot es O programa oferece os mais diversos tipos de bot es moment neo retentivo controle de rampa entre outros Esses bot es podem ser desenhados livremente ou ter suas dimens es precisamente especificadas na aba Common do painel de configura o do elemento Os par metros gr ficos modific veis deste elemento s o cor
20. lvula de corte do dosador 0 3 0 FREIO INF BALDE 15K Freio inferior baldes de 15k 0 3 1 FREIO SUP BALDE 15K Freio superior baldes de 15k 0 3 2 FREIO INF BALDE 3K Freio inferior baldes de 3 e 5k 0 3 3 FREIO SUP BALDE 3K Freio superior baldes de 3 e 5k 0 3 4 PRENDE BALDE 15K Prendedor de balde de 15k pegador 0 3 5 DISP BALDE 15K Dispensador de balde de 15k freio 0 3 6 SEPARA BALDE 15K Separador de balde de 15k elevador 0 3 7 PUXA BALDE 15K Puxador de balde de 15k 0 3 8 PRENDE BALDE 3K Prendedor de balde de 3k pegador 0 3 9 PARADOR BALDE3 PRES Parador de balde de 3k no pressionador de tampas S 0 3 10 DISP BALDE 3K Dispensador de balde de 3k freio 0 3 11 DISP BALDE 5K Dispensador de balde de 5k freio 0 3 12 SEPARA BALDE 3K Separador de balde de 3 e 5k elevador 0 3 13 PUXA BALDE 5K Puxador de balde de 5k 0 3 14 VACUO TAMPA 15K V cuo pegador de tampa de 15k 0 3 15 VACUO TAMPA 3K V cuo pegador de tampa de 3k e 5k 0 3 16 FREIO INF TAMPA 3K Freio inferior tampas de 3k 0 3 17 FREIO SUP TAMPA 3K Freio superior tampas de 3k 0 3 18 FREIO INF TAMPA 5K Freio inferior tampas de 5k 0 3 19 FREIO SUP TAMPA 5K Freio superior tampas de 5k 0 3 20 SELEC VARAO Sele o do var o para alimentador de tampas 3k e 5k 0 3 21 GIRA TAMPA 3K Cilindro gira tampa de 3 e 5k 0 3 22 GIRA TAMPA 15K Cilindro gira tampa de 15k 0 3 23 DISP TAMPA 3K Dispensador de tampas de 3 e 5k 0 3 24 RESERVA 07 0 3 25 FREIO INF TAMPA 15K Freio inferior tampas
21. programa s o definidos pelos Security Code ou c digos de seguran a O programa conta com 16 c digos alfab ticos letras de A P Os c digos de seguran a fazem parte da configura o dos displays da IHM isto as telas da interface v m configuradas com o 66399 caractere no campo de c digo de seguran a o que permite o acesso de qualquer usu rio a tela mas pode ser atribu do um c digo especifico para cada tela fazendo que s usu rios com aquele n vel de acesso abram a tela Ao adicionar um usu rio ao sistema de seguran a da IHM deve ser definida qual letra o usu rio ter acesso A Figura 6 12 mostra a tela de configura o da ferramenta Runtime Security Figura 6 12 Defini es de seguran a do software Factorytalk View ME Runtime Security IHM Emulate ME Runtime 4 00 and later ME Runtime 3 20 and earlier Use this tab to specify the Factory T alk Security accounts for Machine Edition Runtime MER versions 4 0 and Select a FactoryT alk Security account with the Add button and then assign A P security codes Click the brow buttons to select optional Login and Logout macros for the account Security Codes AccountID OPERADOR Ma me Oc OD De OH Logout Macro Ok Oe Login Macro MACRO 1 DEFAULT YNNNNNNNNNNNA 2 OPERADOR YYNNNNNNNNNN gt Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME
22. 1 da palavra de controle de entrada indicando controlador pronto o modo de funcionamento alterado para referenciamento e o comando de in cio enviado deixando o servo motor referenciado e pronto para o processo A m quina de envase possui uma chave de sele o de modo teste ou autom tico permitindo em modo teste que o servodrive seja utilizado em modo JOG para realiza o de ajustes Controle do modo JOG feito via IHM existente Estando o servo motor referenciado e modo JOG desativado o modo de posicionamento do servodrive alterado para autom tico com posicionamento relativo Os valores registradores contendo as refer ncias de posi o e velocidade s o enviados para o controlador e o posicionamento do servo motor iniciado pelo bit 8 da palavra de controle in cio No primeiro posicionamento o servo posiciona o bra o girat rio da esta o de tampas logo a baixo da tampa para o v cuo ser ativado e a tampa puxada Quando o came 4 do dispensador de tampas for acionado o valor de posi o destino trocado pelo valor de descida j armazenado na configura o dos baldes No mesmo instante o servo desce o bra o girat rio para a posi o adequada Quando o came 4 desabilitado a posi o inicial do servo motor assume novamente o valor de posi o destino Em caso de falha no v cuo das ventosas das tampas o servo movimento para uma posi o de falha A Tabela 5 5 mostra os par metros utilizados para configura
23. 500 possui 8 arquivos de dados pr configurados divididos de acordo com o tipo de informa o que o arquivo armazena a OO Output esse arquivo armazena os dados das sa das f sicas do controlador b Il Input arquivo que armazena os dados das entradas do sistema c S2 Status arquivo que armazena estados do controlador como flags de opera es matem ticas modo de opera o flags de erros e etc 36 d B3 Binary armazena dados do tipo bin rio S o utilizados como entradas sa das discretas virtuais na implementa o do programa e T4 Timer armazena os dados de temporizadores Um nico arquivo do tipo timer pode armazenar at 255 temporizadores sendo cada temporizador composto por 3 palavras de dados 6 bytes f C5 Counter armazena o estado valor acumulado e valor pr selecionado dos elementos contadores Assim como o arquivo de temporizadores at 255 elementos podem ser armazenados em um nico arquivo g R6 Control armazena elementos de controle compostos por tr s palavra uma de estado uma para a posi o de sequ ncia e outra para tamanho da sequ ncia Palavra de controle s o usadas por instru es como registradores de deslocamento e comparadores sequenciais h N7 Integer este arquivo utilizado para armazenamento de valores inteiros Cada elemento possui 16 bits podendo armazenar um n mero inteiro entre 32768 e 32767 Cada arquivo padr o do tipo inteiro pode
24. Com a utiliza o de dois usu rios apenas definiu se a utiliza o de dois n veis de acesso A para o usu rio comum e B para usu rios autenticados O projeto de IHM foi desenvolvido com todas as telas liberadas apenas para n vel B restando apenas uma tela inicial com n vel A onde seriam exibidas algumas informa es b sicas e seria possibilitado o login de usu rio para acessar a interface de forma completa Definidos os usu rios e acessos a serem utilizados era necess rio desenvolver uma forma de iniciar em uma tela de acesso comum e ap s efetua o do login abrir o menu da IHM que permite o acesso a todas as telas da interface A solu o foi encontrada por meio da combina o de duas ferramentas macros e Global Connections As conex es globais permitem a integra o entre a fonte de dados seja uma vari vel interna ou de um dispositivo externo e vari veis de controle da IHM isto por meio 82 destas conex es datas macros telas atuais entre outros par metros podem ser alterados remotamente por um CLP Neste projeto particularmente foi utilizada a conex o Remote Display Number Esta conex o pode ser atribu da a uma tag que informar o n mero da tela a ser exibida na IHM Cada display al m de um c digo de seguran a possui um n mero identificador Ao optar pelo controle remoto da tela exibida necess rio ter um cuidado adicional com a fonte de dados no controle pois com este tipo de conex o pode
25. Em seguida uma instru o LIM defini os limites do intervalo do ngulo virtual para cada came No final os atuadores do dispensador de baldes s o acionados de acordo com as cames ativos importante ressaltar que o intervalo de O a 10 graus ponto de repouso do sistema e a m quina s para estando o dispensador no came 0 isto no caso de um alarme ser acionado o dispensador ir completar o ciclo e s ent o parar Tabela 5 2 Par metros do dispensador de baldes Regulagem dispensador de baldes Processo Comando ngulo virtual Liga 0 Parada z Desliga 10 Liga 200 Prendedor de balde z Desliga 360 Liga 40 Dispensador de balde a Desliga 60 Liga 70 Separador de balde Desliga 250 Liga 65 Puxador de balde Desliga 130 Fonte Tabela pr pria 5 3 4 LAD 8 Contagem de produ o O arquivo de programa 8 conta o n mero de baldes produzidos na linha O valor informado via IHM e pode ser resetado sempre que uma nova jornada de produ o iniciar se 57 A contagem feita por pulsos de transi o de subida sempre que a dosagem de um par de baldes balan as 1 e 2 ou balan as 3 e 4 for conclu da A contagem zerada se o valor da produ o ultrapassar o armazenamento de uma vari vel do tipo long 5 3 5 LAD 9 Pesagem O nono arquivo de programa ladder provavelmente um dos mais complexos do projeto Neste arquivo controlado o peso dos baldes e consequentemente a
26. Read Only Memory EEPROM Essa mem ria n o vol til e permite o armazenamento do programa do usu rio mesmo em situa es de queda de energia Al m disso ela possibilita a edi o dos dados armazenados por meio de um dispositivo de programa o 2 1 4 M dulos de Entrada Sa da O m dulo de entrada sa da o componente do CLP respons vel pela conex o dos dispositivos de campo com a unidade de processamento Esta conex o feita por meio de isolamento ptico isto as tens es e correntes utilizadas por atuadores e sensores s o convertidas por acopladores pticos para o n vel de tens o utilizada pelos equipamentos l gicos O isolamento garante uma integridade para o controlador no caso de falta no circuito do dispositivo de campo que muitas vezes se encontra em um ambiente adverso Al m da prote o garantida pelo acoplamento ptico a utiliza o de borneiras com fus veis muito comum na interliga o dos m dulos de entrada sa da com os dispositivos de campo Geralmente este m dulo possui LEDs indicadores de estado de cada entrada ou sa da para facilitar a manuten o do sistema Figura 2 1 M dulos de um sistema SLC 500 da Allen Bradley Fonte Folheto SLC 500 Programmable Controllers 1 Os m dulos de entrada sa da possuem diversas especifica es A mais b sica o tipo de sinal controlado discreto ou anal gico Nos m dulos de sa da discretos deve ser observado o tipo de comutador d
27. a corrente por circuito bastante reduzida 2 c Tempo de resposta especifica o intervalo de tempo que o m dulo leva para detectar uma mudan a de estado de uma entrada d Prote o contra curto circuito este item especifica que tipo de prote o utilizada no m dulo se sa da Tamb m mencionado se a prote o exclusiva de cada sa da ou compartilha entre grupos de sa das e Corrente nominal do m dulo este valor determina a corrente consumida pelo m dulo e importante para o dimensionamento da fonte que alimenta o rack do CLP Os m dulos anal gicos s o utilizados para sensores e atuadores de grandezas como temperatura n vel press o vaz o carga entre outras O m dulo pode ser sens vel corrente ou tens o Valores comumente encontrados nas amplitudes dos sinais de entrada sa da desses blocos s o 0 a 10 Vdc e 4 mA a 20 mA Outro fator importante na especifica o do m dulo a resolu o que define a precis o e a sensibilidade da medi o dos 21 sinais O n mero e o tipo de liga o dos canais tamb m devem ser especificados Os canais podem possuir um comum para todas as entradas ou cada canal pode possuir um comum exclusivo Canais diferenciais com comum exclusivo possuem maior precis o pois esse tipo de liga o mais eficaz contra ru dos eletromagn ticos 2 2 Execu o do Programa A execu o do programa de um CLP pode ser basicamente dividida em quatro etapas verifica o
28. das outras telas de configura es o display de ajustes da pesagem utiliza tags internas pois todos os valores mostrados est o sobre influ ncia de um fator de escala Os valores armazenados no CLP s o dez vezes maiores que os valores exibidos na IAM Por isso foram utilizadas tags internas Apesar de exibir o valor do setpoint de cada balan a com o fator de corre o foi necess rio o uso de express es associadas a cada mostrador num rico para realizar a corre o do valor na hora de armazenar o valor do ajuste informado pelo operador Para isto utilizou se a express o 2 10 onde o ponto de interroga o representa o valor digitado pelo usu rio no teclado da interface No canto inferior da tela mostrada na Figura 6 24 existe um bot o do tipo GoTo Display que abre a segunda tela de ajuste dos par metros das balan as nomeada de disp pesageml Neste display permitido ao usu rio da interface o monitoramento do valor medido em cada balan a em tempo real Al m do acompanhamento dos valores medidos poss vel habilitar o modo teste da m quina que permite a utiliza o das balan as com o restante da m quina parada O modo de teste da m quina juntamente com o comando de tarar as balan as via IHM permite que um peso padr o seja colocado sobre uma das balan as e por meio da interface o valor medido pelos sensores da m quina correspondente ao peso inserido seja observado facilitando o ajuste da balan
29. de fundo tipo de fundo borda e texto mostrado Esses atributos gr ficos podem ter uma configura o espec fica para cada estado ativado ou desativado Os par metros funcionais do objeto s o configurados na aba Connections onde os bot es ser o associados com vari veis do processo de automa o A maioria dos elementos gr ficos da IHM possibilita a defini o de conex o com par metros do projeto de automa o Essas conex es geralmente s o especificadas no campo Caption ou na aba Connections O campo Caption define o que ser mostrado em um objeto que permite a exposi o de texto como o texto que ser mostrado em um painel de acordo com uma vari vel do tipo string associada ao campo Caption J a aba Connections permite a altera o de uma vari vel de acordo com uma a o tomada na IHM como a troca do valor de uma tag ap s um clique no bot o Ambos os campos de conex es permitem o uso de express es para manipular os valores da tag A Figura 6 8 mostra uma tag do servidor OPC 15 apontando pro arquivo 11 elemento 28 de vari veis do tipo long do projeto de automa o simulado O sentido da seta indica o tipo de conex o seta voltada para esquerda simbolizando uma conex o de leitura Figura 6 8 Configura o das conex es de objetos gr ficos Numeric Display Properties DD mana General Common Connections ele Eee ua Ear Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk
30. de uma vari vel de estado definida no programa dos empurradores visto na se o 5 3 8 Sendo esta condi o verdadeira o estado da m quina definido como Em processo de dosagem Nesta situa o os levantadores da balan a s o acionados e enviado um comando para tarar as duas balan as que cont m carga Ap s a tara das balan as os valores medidos possuem um offset que s ser modificado com a entrada dos dois pr ximos baldes Ap s estes passos as duas v lvulas dosadoras com baldes ser o liberadas O acionamento de um par de v lvulas est intertravado com o estado atual do outro par Por m um peso de antecipa o configurado apenas para o balde de 15 kg que permite o in cio da dosagem no outro par de v lvulas quando a dosagem do mesmo est 59 pr xima do fim As v lvulas dosadoras continuam liberadas at que o peso lido na rede DeviceNet supere o peso estabelecido para cada balde instru o maior que utilizada Com a dosagem conclu da dentro da toler ncia a esteira da balan a acionada por um tempo suficiente para enviar as balan as para a esteira de sa da Em seguida todos os bits virtuais de estado da dosagem s o resetados O Ap ndice A cont m um fluxograma que esclarece a execu o do c digo ladder de dosagem 5 3 6 LAD 13 Dispensador de tampas de 15 kg O programa do dispensador de tampas semelhante ao utilizado para o dispensador de baldes utilizando tamb m o sistem
31. guardar at 255 elementos De acordo com a lista acima poss vel perceber que cada arquivo possui uma sigla composta por uma letra e um n mero representando o tipo de dado e o n mero do arquivo Fora estes arquivos padr es o usu rio pode criar novos arquivos de dados de acordo com a necessidade da programa o Para criar um novo arquivo o usu rio deve especificar o n mero do arquivo o tipo de dado e a quantidade de elementos Opcionalmente podem ser especificados nomes descri es e restri es de acesso Al m dos tipos j citados podem ser utilizados dados do tipo float string long message PID e programmable limit switch Os arquivos de dados podem ser acessados por meio de seus endere os ou simbolos O acesso por meio do endere o consiste em especificar o arquivo elemento e bit palavra da informa o desejada J o acesso por s mbolos consiste na chamada da informa o por meio de uma tag previamente criada e associada a um endere o A segunda alternativa deixa o desenvolvimento e solu es de problemas muito mais intuitivos e organizados A Figura 3 4 ilustra como composto um endere o no software RSLogix 500 mostrando que alguns elementos podem ter seus par metros referenciados por siglas 37 Figura 3 4 Endere amento no software RSLogix 500 x Tipo e n do arquivo Elemento Bit Param tro X A A 1 4 1 a N x 1 Fonte Ilustra o pr pria Ap s toda a conf
32. mostra os par metros das palavras de controle do drive Para liberar o controle da posi o e velocidade via DeviceNet a entrada digita f sica 1 deve ser energizada por com 24 Vdc Al m disso os par metros Control source e Setpoint source devem ser ajustados para FIELDBUS por meio do software de configura o da rede DeviceNet A fabricante SEW Eurodrive disponibiliza um software com assistente de configura o para startup do drive Tempo de rampa aplica o desejada c lculo de escalas modo de refer ncia e outros podem ser facilmente ajustados pelo programa Figura 5 6 Palavras de controle do servodrive MDX61B SWLS rampa1 2 PosMode 2 Sele o de modo 21 Sele o de modo 2 Pos pulsos PosContinuo Pulsos Inicio Bit 8 bit 15 Estado do con versor Cod irregul OUTPUT1 INPUT1 Fonte Manual de aplica o do MOVIDRIVE MDX61B 2005 14 61 Regulador bloqueado libera o Libera o parada r pida Libera o parada Controle de reten o Comuta o de rampas Comuta o de con junto de par metros Reset irregularidade Reservado Irregularidade sensor de material Conversor pronto Refer ncia IPOS Acionamento referenciado Posi o de destino alcan ada Freio liberado Irregularidade aviso Chave fim de curso hor ria ativa Chave fim de curso antihor ria ativa O modo do funcionamento do servodrive controlado pelos bits 11
33. o eficiente apenas para observar partes especificas do c digo Para simular um estado mais pr ximo poss vel de um processo real os arquivos de depura o devem ser utilizados Esses arquivos s o criados diretamente no programa de edi o dos c digos ladder e n o s o transferidos para o processador quando um download realizado Estes arquivos s o programados como qualquer outro arquivo ladder permitindo o uso de temporizadores contadores transfer ncia de dados e etc Com isso a execu o de um processo pode ser simulada fazendo com que os elementos sensores atuem de acordo com um padr o esperado na situa o real de funcionamento da automa o Durante a simula o erros podem ser encontrados Alguns apresentam um comportamento inesperado tempor rio que n o permite a verifica o do porqu da ocorr ncia da falha Pensando nessa situa o O RSLogix Emulate 500 permite a configura o de breakpoints ou pontos de parada Para utilizar os pontos de parada basta o usu rio escrever uma linha tempor ria no c digo que contenha as condi es desejadas para executar a parada Feito isso o usu rio pode configurar os pontos de parada no Emulate 500 por meio do menu Ladder A configura o feita especificando o n mero do arquivo do programa linha n meros de scans que devem ocorrer com a condi o de parada sendo satisfeita e qual a condi o da linha dispara a parada Verdadeira falsa ou qualquer Todos esses p
34. o de informa es que utilizavam 6 telas na interface real utilizada no caso em estudo em uma nica tela da interface simulada Figura 6 6 Modelo utilizado no caso real esquerda e modelo correspondente interface simulada direita AB Alico Bradioy amp gt Fonte Allen Bradley Graphic Terminals Dispon vel em lt http ab rockwellautomation com pt Graphic Terminals 2711 PanelView Standard 300 Micro Terminals gt Acesso em 15 de Maio de 2014 73 Ap s essas configura es b sicas necess rio disponibilizar para a aplica o uma fonte de dados com vari veis que possam ser manipuladas Esse passo conclu do com a adi o do servidor OPC previamente configurado aplica o Para isto basta clicar com o bot o direito no cone de projeto da janela de explora o e selecionar o item Add New servers Adicionar servidor e em seguida escolher a op o OPC Data Server Na janela de configura o de servidor OPC a ser adicionado deve ser criado o nome do servidor informar em que computador est o servidor deve ser informado a op o localhost no caso do servidor hospedado na mesma m quina utilizada para desenvolvimento da IHM e a identifica o do programa que est fornecendo o servidor OPC foi escolhida a op o RSLinx OPC Server Ap s essa configura o j poss vel utilizar as fun es de leitura e escrita do t pico OPC configurado previamente A Figura 6 7 mostra o servidor OPC util
35. posicionamento da tampa e dispensador de tampas freio da pilha de tampas Esses elementos atuadores podem ser observados na Figura 6 22 Figura 6 22 Detalhe dos atuadores do dispensador de tampas Atuador girat rio Fonte Ilustra o pr pria 6 4 5 Display de ajuste de temporizadores A IHM desenvolvida conta com uma tela pr pria para ajustes de algum dos principais temporizados da aplica o me ladder do caso em estudo O display nomeado disp tempos1l possui constru o semelhante com as dos displays utilizadas para ajustes de par metros do dispensador de tampas e de baldes isto conta com uma tabela preenchida com objetos do tipo Numeric Input Display que permitem a visualiza o dos valores atuais dos par metros e a chamada de um teclado para inser o de novos valores A Figura 6 23 mostra display de ajuste de temporizadores em execu o 91 Figura 6 23 Tela disp tempos1 da aplica o desenvolvida r disp tempos1 E E m Ir para o 18 5 2014 HM M quina de envase menu 23 02 32 Ajustes temporizadores 15 Kg 3 Kg Desligar esteira balan as 300 180 Ligar dispensador de bd 150 50 Clock cames do dispens 5 5 Desligar esteira de saida 200 200 Ligar esteira de sa da 100 100 Desligar esteira de baldes 200 200 Ligar esteira de baldes 200 200 Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME Os tempos escolhidos para edi
36. 04 ROCKWELL AUTOMATION RSNetWorx Getting results guide S 1 s n 2012 HOTTINGER BALDWIN MESSTECHNIK GMBH Data sheet PW15AH S 1 s n 200 HOTTINGER BALDWIN MESSTECHNIK GMBH Data sheet AED9401A S 1 s n 200 ODVA Planning and installation manual DeviceNet Cable System S 1 s n 2002 MACKAY Steve et al Practical Industrial Data Networks Design Installation and Troubleshooting Oxford Elsevier 2004 SEW EURODRIVE Manual DFD11B DeviceNet S 1 s n 2007 HOTTINGER BALDWIN MESSTECHNIK GMBH Operating manual Digital Transducer Electronics AED9401A S 1 s n 200 SEW EURODRIVE Manual MOVIDRIVE MDX61B Table Positioning Application S 1 s n 2007 15 100 ROCKWELL AUTOMATION Factorytalk View Machine Edition User s Guide S 1 s n 2013 101 AP NDICE A FLUXOGRAMA DO C DIGO DE PESAGEM Figura A 1 Fluxograma programa ladder de dosagem Dosagem est perto de ser conclu da Sim Fonte Ilustra o pr pria Balan a 1 e 2 com balde Levanta a balan a e realiza a tara Dosadoras 3 e 4 est o em opera o N o y V lvulas dosadoras abertas at o valor meta ser atingido Y N o a Dosagem Conclu da lt Sim Y Liga o motor da esteira 1e2 In cio Dosagem Reseta bits virtuais de estado Y Os Seguintes par
37. 3 Dispensador de tampas de 15 kg seesessosseseosoesessossesoessescosoesessossesoossesoesoesessossesoossesoessesessossessossesose 59 5 3 7 LAD 16 Servo Tampa cisessensciasccsscdesssssasscessessssesensosbceseedosasovsssooscesseasoussesncusssdesavesanessstssasssvassesdsedeodosasssasouescuasies 60 5 3 8 LAD 18 Empurradores de baldes scccsscssscssscsssssesccssscssscsssesccscesecssecsseesscssscssscsssssesscsssesesssessseeseeees 63 5 3 9 Demais C digos sasiccsss ccscectccsacsocs chdceeeg sescsoasedecdsSccusacechcodedssdsesnccseseccebvesssucihcodedsndessuncescecesivesancasscocesessussessnecseteceen 64 DAI CONCHISOES seios dardos cates de ccodbecvensdvcddoccdudenceddecdvewedbocetetdecdccvedhcescedtecccdcestecsestdvcdcewedncencetdecdvedetblocstetencddevecbe 64 6 DESENVOLVIMENTO DE UMA INTERFACE HOMEM M QUINA PARA O CASO EM ESTUDO A AE E EE E EE EEE bosessassvesescesscesscseseseodsvesssssctducedegsdseassonsspestocdienactved 66 6 1 Apresenta o do Factorytalk VIEW sessur enoeet do ad ANENE EOIN ee EEn SNE ENEE E da di 66 6 2 Montagem do servidor e ambiente de simula o ssesessessseeessseeerestrreresreersstertssertestestentesrertsstrtrnesrenersrerteseeees 68 6 3 Cria o da IHM e recursos utilizados s s ssssssrissoreroespasocissteas teto pes nto rea i ev bits so Ee oob DESEES pee EREET ESAE SS si dada anseia caso ET 72 6 3 1 Cria o da aplica o no Factorytalk View ME sessessosseseosossesoossesoosoesess
38. Automa o industrial CLP IHM ABSTRACT This paper presents the study and simulation of an industrial automation system for a filling machine in a food industry in the state of Cear The studied system s main component is a programmable logic controller PLC that runs a program developed in ladder language The automation logic embedded in PLC was simulated by a group of softwares which allows the study and testing without the need for connection to the actual automation system Furthermore for purposes of operating the simulated system in this work a human machine interface HMI based on the operating system of the real machine was developed Basically the simulation process consists of reading and editing of the ladder code in the RSLogix 500 software CLP simulation via RSLogix Emulate 500 software and system operation from a HMI implemented in Factory Talk View software The communication between said tools has been performed through RSLinx software which uses communication protocols standardized in the industry Keywords Industrial Automation CLP HMI LISTA DE ILUSTRA ES Figura 2 1 M dulos de um sistema SLC 500 da Allen Bradley eee eeeeeseceseeeeeeeeneee 19 Figura 2 2 Liga es de entradas Sink Source salsa calra ts dea oceans adend Guaedgds Saeolanyeaeti ae 20 Figura 2 3 Fluxograma do ciclo de scan de um CLP 21 Figura 2 4 Diagrama com as linguagens de programa o de CLPS
39. Entre as linhas de energia do diagrama ladder existe a zona de teste e a zona de a o A zona de teste composta por elementos que avaliam condi es l gicas contatos blocos de compara o e etc permitindo ou n o a passagem de uma corrente virtual em dire o zona de a o Na zona de a o s o inseridos blocos de fun es ou bobinas que desencadeiam a es de acordo com a energiza o da linha em que est o inseridos 23 2 3 1 Principais fun es da linguagem ladder Na vers o do software RSLogix 500 utilizado no desenvolvimento desse trabalho est o dispon veis 127 fun es da linguagem ladder Nesta se o ser o apresentadas as fun es b sicas para o desenvolvimento de um projeto de acordo com as caracter sticas do software citado acima 2 3 1 1 Instru es baseadas em rel s As fun es baseadas em rel s s o basicamente 5 examine if open XIO examine if closed XIC output energize OTE output latch OTL e output unlatch OTU A Figura 2 5 demonstra graficamente essas fun es Figura 2 5 Representa es das fun es baseadas em rel s no software RSLogix 500 Il B36 B3 4 00 00 E gt gt o 2 0 14 34 22 XIO XIC OTE OTL OTU Fonte Ilustra o pr pria obtida com aux lio do software RSLogix 500 Essas fun es s o associadas a bits e podem avaliar ou definir um estado A fun o XIC tamb m conhecida como contato normalmente aberto permite a energiza o da linha s
40. Gonzalez Nogueira Orientador Universidade Federal do Ceara UFC AUS Prof Dr Paulo Peixoto Pra a Universidade Federal do Cear UFC Alia de Eng Alo sio Fernandes Dias Universidade Federal do Cear UFC Aos meus pais Marcos e Telma A minha fam lia Aos meus colegas de curso RESUMO Este trabalho apresenta o estudo e simula o de um sistema de automa o industrial para um processo de envase de margarina de uma ind stria aliment cia do estado do Cear O sistema estudado tem como principal componente um controlador l gico program vel CLP que executa um programa desenvolvido em linguagem ladder A l gica de automa o embutida no CLP foi simulada por meio de um conjunto de ferramentas computacionais o que permitiu o estudo e testes sem a necessidade de conex o com o sistema de automa o real Al m disso para fins de opera o do sistema simulado neste trabalho tamb m foi desenvolvida uma interface homem m quina IHM baseada no sistema de opera o da m quina real Basicamente para o esquema de simula o foram utilizados os programas RSLogix 500 leitura e edi o do c digo ladder RSLogix Emulate 500 simula o do controlador e Factorytalk View implementa o da IHM A comunica o entre as ferramentas citadas foi realizada por meio do programa RSLinx o qual utiliza protocolos de comunica o padronizados na ind stria Este trabalho apresenta detalhes Palavras chave
41. IHM para realizar a convers o de escala e impor valores m ximos e m nimos para o operador sem interferir na l gica da aplica o executada no CLP Para criar novas tags deve ser utilizado o recurso Tags Editor do software Factorytalk View Os par metros configur veis nesse editor variam de acordo com o tipo da tag criada anal gico digital ou string As tags anal gicas permitem a defini o de um valor m ximo e m nimo de um offset e de um fator de escala Al m disso pode ser definido o tipo de dado inteiro long byte entre outros As tags do tipo digital s permitem a configura o do valor inicial 0 ou 1 e a caracter stica retentiva para fonte de dados externas A tag do tipo string permite apenas a defini o do n mero de caracteres As configura es comuns a todos os tipos de tags s o descri o e fonte de dados dispositivo requer um endere o de um CLP ou servidor OPC ou mem ria tag armazenada apenas na interface A Figura 6 10 mostra a tela de edi o das tags da IHM 78 Figura 6 10 Editor de tags do software Factorytalk View ME Tag Tags IHM Emulate Name caus Type Description Minimum 0 Scale 0 1 Maximum 30000 Offset 0 Data Source Type Device O Memory Address n OPCIHM L11 20 Search For alarmes a system Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME A maioria
42. PARADOR1 Sensor balde no parador 1 1 2 1 SNS_PARADOR2 Sensor balde no parador 2 1 2 2 SNS_PARADOR3 Sensor balde no parador 3 1 2 3 SNS_PARADOR4 Sensor balde no parador 4 1 2 4 SNS_EMPURRADOR1 Sensor empurrador 1 recuado 1 2 5 SNS_EMPURRADOR2 Sensor empurrador 2 recuado 1 2 6 SNS_EMPURRADOR3 Sensor empurrador 3 recuado 1 2 7 SNS_EMPURRADOR4 Sensor empurrador 4 recuado 1 2 8 SNS_SEP_BALDE 2 Sensor magn tico separador de baldes 2 para cima 1 2 9 SNS_BALDE_GR_TAMPA Sensor esta o de tampa balde grande 1 2 10 SNS_BALDE_PEQ_TAMPA Sensor esta o de tampa balde pequeno 1 2 11 SNS_BALDE_PRES Balde no pressionador de tampas 1 2 12 RESERVA_02 1 2 13 RESERVA_03 1 2 14 RESERVA_04 1 2 15 VACUOSTATO Vacuostato colocador de tampas Fonte Tabela pr pria Tabela B 2 Sa das do controlador 103 Endere o S mbolo Descri o 0 0 0 EST ALIMENTACAO Esteira de alimenta o de baldes 0 0 1 EST BALANCA Esteira das balan as 1 e 2 0 0 2 EST BALANCA3 Esteira das balan as 3 e 4 0 0 3 EST SAIDA Esteira de sa da de baldes 0 0 4 SEL VEL INV Sele o de velocidade para os inversores 0 0 5 PARADOR1 3K Parador 1 de balde de 3k e 5k 0 0 6 PARADOR2 3K Parador 2 de balde de 3k e 5k 0 0 7 PARADOR3 3K Parador 3 de balde de 3k e 5k 0 0 8 PARADOR4 3K Parador 4 de balde de 3k e 5k 0 0 9 RESERVA 06 0 0 10 LAMP LIGADA L mpada indicadora m quina ligada 0 0 11 LAMP ALARME L mpada indicadora de alarme 0 0 12 0 2 3 CORTE DOSADOR V
43. a is sass 60 ss eraa SENDA bahia dhavas beta steeds sas vbs bao SBN Oo CS SERA SOUSA Ah ANTA Da Bios ana EEA Ea ETATS 21 2 3 Linguagem de programa o size set tsvesssedssnshsssvsess Oen epte EDES VEERSE O EEEa shes sestasbacbestapnecpocvosessstbeesovteavess ssdssasesaas 22 2 3 1 Principais fun es da linguagem ladder sres res rs rrrrrssreressresessersmesecsme oras arenas eco ne e asno sn as atom as e csne sessao 23 2A COMCIUSOES EERE EDER CRER eusagacostesvasveods ens dates vnebesnsaascebssopsbuvas gus censsVasbsnsseacesus seeabiasagesogeesouabeonsdd A 31 3J PROGRAMAS UTILIZADOS irasscssiccciccssesassbensdooiesasstadsvecsvocsdodsscbesecsstccensdsussonstsesssucasvocsscassoaseoesenseester 32 SE e E D E RO ene dec fee ses eee A ease E E E EEO EAN 32 EE I E01 ce 0 O EEE A EE EEEE AE EEEE EEE E EAE E E 34 333 RSLogix Emulate 500 vsere e ranome a eap orae e e Ia aE apee E Ea da rosada anean aeee aies 38 JARS NEW O K eriein a a e e a a A 40 Bs DS ConCIUS ES a E a E a A a e S Aa E aaa SURDA A aE a EEE 41 4 HARDWARE DO CASO ESTUDADO ooseesoesesssesocssesocssesoossessossoseossocsoesoossessossessossoseossosssssoossessossesssss 42 4 1 Componentes do sistema de automa o do caso estudado 0 0 ee eecesecesecssecseeceecseeeseeeaeeseeeseeeseeseeaecaeeaeesaeaee 42 AD CONCIUSOES curas ia eroen a a reie e R EA ERE fat ada n E E a er N TEE 49 5 LOGICA DO CASO ESTUDADO inesset cEcpiabiiegolts Cacoal infadds insanni iaee eiieeii 50 Dd Co
44. a o da IHM utilizada neste trabalho foi baseada na interface real utilizada no caso em estudo isto os principais par metros e comandos utilizados em uma IHM j implementada de uma m quina de envase foram incorporados no desenvolvimento desta interface simulada Como melhoria o projeto desenvolvido neste trabalho adequado para um modelo de interface mais moderna possibilitando o controle de tela por toque e uma tela colorida e maior 6 3 1 Cria o da aplica o no Factorytalk View ME O primeiro passo no desenvolvimento da IHM a cria o do projeto no software Factorytalk View Ao iniciar o aplicativo deve ser escolhido o ambiente de trabalho Machine Edition por motivos j citados No menu File poss vel escolher a op o New Application Nova aplica o e definir o nome do projeto O software criar todos os elementos e bibliotecas que podem ser utilizadas no novo projeto A primeira configura o a ser feita na aplica o a defini o do tamanho da tela utilizada e consequentemente o modelo da interface correspondente ao tamanho de tela escolhido Neste projeto optou pela dimens o da tela de 640x480 pixels correspondente s interfaces Panelview Plus 700 e Panelview Plus 1000 da fabricante Allen Bradley Figura 6 6 Essa escolha baseada na possiblidade de exibir v rias informa es de forma clara e pela praticidade de comando em telas sens veis ao toque A dimens o de tela escolhida permite a representa
45. a Esta tela foi desenvolvida com o intuito de que o operador possa ter uma ideia da dimens o dos valores mensurados 93 pelas balan as e armazenados no CLP Este conhecimento necess rio para o ajuste dos setpoints exibidos na tela disp pesagem A Figura 6 25 mostra a segunda tela de ajustes dos par metros da balan a Figura 6 25 Tela disp pesageml da aplica o desenvolvida 3 6 2014 mae Ir parao EZIN IHM M quina de envase i menu 21 25 56 Balan a 1 r disp pesagem Balan a 2 15 Kg Balan a 3 9126 Balan a 4 Tarar Balan as 0 Kg M quina Autom tica Balan a 1 Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME O canto inferior esquerdo da tela exibida acima um bot o do tipo GoTo Display permite o retorno primeira tela de par metros das balan as Na parte central da tela encontram se diversos comandos Os quatro primeiros bot es da faixa central Balan a 1 Balna a 4 da tela s o do tipo Macro Button isto permitem a execu o de uma macro associada ap s o clique do usu rio Cada um desses quatro bot es seleciona uma balan a para ser monitorada no lado direito da tela A escolha da balan a feita por meio de uma tag interna e quatro macros A tag balanca do tipo anal gica e pode receber um valor de 1 a 4 Para atribuir o valor dessa tag foi necess rio o uso de quatro macros b1 b2 b3 e b4
46. a a aplica o desenvolvida em um computador pessoal ou em um diplay Panelview a IHM tem capacidade de armazenar vari veis internamente isto podem ser criadas vari veis para controle de alguma l gica interna da interface sem interferir com os dispositivos externos Como j foi abordado a fonte 77 externa de dados do projeto consistia em um servidor OPC mas essa fonte poderia ser fornecida por uma rede real ou liga o direta com o controlador l gico Na maior parte do projeto foi utilizado o endere amento direto para estabelecer conex es entre os elementos gr ficos e as vari veis do processo por motivos de praticidade e performance pois a cria o de uma tag para cada vari vel manipulada poderia resultar em uma queda de desempenho da interface Por m em algumas situa es foi necess rio o uso de tags para fonte de dados externa e interna aconselh vel o uso de tags internas quando necess rio utilizar um fator de escala ou de offset em uma fonte de dados Muitas vezes o valor manipulado pelo controlador n o condiz com o valor real utilizado no processo Por exemplo uma temperatura pode passar por uma s rie de opera es matem ticas ou convers o anal gica digital e ser armazenada em um arquivo de dados do controlador Esse valor registrado ser diferente do valor observado no processo resultando em uma situa o n o muito clara para opera o do usu rio final Nesta situa o podem ser utilizadas tags da
47. a controle dos acessos de usu rios foram criados dois arquivos de macros Logon e Menu A primeira macro Logon foi associada ao bot o de login da interface isto seria executada sempre que houver o logon de um usu rio na aplica o Esta macro modifica a vari vel interna tela associada ao controle remoto de displays para o valor 20 que o valor da tela de menu para usu rios autenticados J a macro Menu est associada a inicializa o do display menu da IHM Quando executada esta macro atribui o valor O para a vari vel interna tela devolvendo o controle da navega o de telas para o usu rio local Resumidamente o processo de logon ficou da seguinte forma uma vari vel interna est associada ao controle remoto de telas N o poss vel habilitar o controle remoto e local ao mesmo tempo Portanto quando a conex o de controle remoto de tela possui um 83 valor diferente de zero a tela exibida igual ao valor informado e quando o valor da conex o for zero o controle de telas realizado pelo operador da IHM manualmente Ao realizar um logon informado o valor de tela 20 correspondente ao menu pr prio para usu rio autenticados Ao abrir esse menu outra macro executada definindo o valor da conex o remota para zero controle local 6 4 Resultados e funcionamento da IHM Ap s abordar todos os recursos utilizados no desenvolvimento da IHM simulada esta se o do tr
48. a de cames Para iniciar o processo do dispensador de tampas para baldes de 15 kg preciso confirmar por meio de um sensor que h um balde na esta o de tampas e o balde anterior j saiu da esta o de tampas Sendo a condi o favor vel a vari vel que liga o dispensador de tampas acionada Em seguida o sensor de tampas do balde pequeno verifica se est passando um balde pela esta o O dispensador s ser liberado quando houver a confirma o que o balde em passagem j saiu da esta o temporizador confirma sinal do sensor da esta o de balde pequeno desligado Liberado o nicio do ciclo do dispensador um sistema de cames semelhante ao do dispensador de baldes acionado Um temporizador utilizado como clock de 50 ms para o incremento do ngulo virtual O incremento utilizado de 2 7 graus Em seguida verificado se o ngulo virtual ultrapassou 360 graus resultando em um reset em caso de verdade O dispensador possui cinco processos c clicos acionados por cames Em um intervalo de O a 20 graus o dispensador se encontra em estado de repouso De 50 at 190 graus o v cuo que prende a tampa no bra o girat rio acionado Iniciando junto com o v cuo da tampa o dispensador de tampas freio da pilha permanece acionado durante 20 graus do ciclo O atuador pneum tico girat rio acionado por a partir de 95 graus e desligado com 240 graus O 4 came utilizado para acionamento do servo motor que ser discut
49. a solu o de automa o aplicada no controle do servomotor j foram abordados detalhadamente nos cap tulos anteriores deste trabalho Como foi apontado na Figura 6 22 o servomotor respons vel pelo deslocamento vertical do bra o mec nico da esta o de tampas Para o controle preciso do posicionamento do bra o mec nico do dispensador de tampas devem ser configurados os cursos de descida subida e falha Esses par metros correspondem a posi o inicial do bra o girat rio da esta o de tampas posi o final e posi o em caso de falha Os outros par metros ajust veis via IHM s o controle da rota o do motor correspondente a velocidade de descida e subida do bra o mec nico e a rampa de acelera o e desacelera o do servomotor 6 4 8 Displays de alarmes As duas ltimas telas desenvolvidas para a IHM foram a alarmes e a alarmes disp Essas telas possuem a dimens o de 629x264 pixels isto s o menores que as demais telas da IHM Essa configura o personalizada foi poss vel devido ao tipo de posicionamento da tela Diferentemente das demais telas que substituem o display anterior ao serem exibidas as telas de alarme se sobrep em as demais telas e n o podem ser substitu das Cada tela de alarme possui comandos voltados para o gerenciamento dos alarmes da m quina A primeira tela alarmes apresentada na Figura 6 27 O software Factorytalk View possui um display padr o para exibi o de alarm
50. abalho apresenta o resultado final obtido Ser o apresentadas todas as telas desenvolvidas e os seus respectivos princ pios de funcionamento Ao todo foram desenvolvidos 11 displays no projeto abrangendo um bom n mero de funcionalidades do software Factorytalk View e controlando diversos par metros da automa o de uma m quina envasadora estudada durante este trabalho 6 4 1 Display inicial O primeiro display utilizado foi o de nome inicial Esta tela est associada com as configura es de startup da aplica o da interface ou seja a primeira tela a ser exibida e possui c digo de seguran a A todos usu rios t m acesso A Figura 6 13 mostra o display inicia em execu o Na parte superior da tela est o cabe alho utilizado na maioria dos displays com a nica diferen a da aus ncia do bot o de navega o para o menu pois o menu s permitido a usu rios autenticados O display apresenta informa es b sicas para o usu rio comum como n mero de baldes produzidos pela m quina e o atual status da mesma A informa o do estado da m quina obtida por meio de uma express o que monitora diversas tags do controlador e define mensagens de acordo com os valores encontrados A Figura 6 14 mostra a express o utilizada para exibir a mensagem de status Abaixo da tabela de informa es b sicas encontram se a duas nicas a es permitidas ao usu rio comum login e acionar a emerg ncia da m quina
51. abertura dos dosadores Diferentemente de outras partes da m quina que s o divididas de acordo com o tamanho do balde este ladder realiza a configura o do sistema de pesagem para qualquer tamanho de balde que esteja rodando na m quina A primeira a o tomada no ladder de pesagem a garantia de que os dosadores estar o fechados durante o comando de CIP da m quina Tamb m no in cio do programa os cilindros que levantam as balan as devem retornar para suas posi es de retorno permitindo a entrada de baldes na esta o de dosagem e impedindo a transfer ncia de carga para a balan a fora do processo de dosagem Em seguida de acordo com a chave de sele o de peso dos baldes realizada a configura o do valor do peso a ser medido em cada balan a de um valor para antecipa o da abertura dos dosadores e o tempo que a esteira da balan a de dosagem deve permanecer ligada para transferir os baldes para a esteira de sa da A escala do valor medido pelas c lulas de carga configurada por meio do software disponibilizado gratuitamente pela fabricante da c lula AED Panel 32 Neste programa a configura o de diversos par metros simplificada permitindo at o comissionamento do dispositivo na rede DeviceNet A balan a permite um complexo sistema de dosagem autom tica que verifica toler ncias e manipula a v lvula dosadora Por m devido a configura o mais complexa desse sistema e a maior exig ncia de harware optou se p
52. aborda um dos componentes principais de um projeto de automa o o controlador l gico program vel Neste cap tulo os principais componentes e modo de funcionamento do controlador ser o apresentados Em seguida ainda no mesmo cap tulo uma abordagem bastante detalhada da principal linguagem de programa o ladder para controladores l gicos feita Este trabalho foi feito baseado em procedimentos adapta o de linguagem softwares e componentes resultantes da parceria Allen Bradley Rockwell Automation Esta escolha foi feita devido popularidade das desenvolvedoras no mercado Seguindo a sequ ncia mencionada no terceiro cap tulo s o apresentadas as ferramentas computacionais utilizadas no trabalho No quarto cap tulo realizada a apresenta o do hardware de um caso real que abordado em dois cap tulos O quinto cap tulo prossegue com a abordagem do caso pr tico estudado Neste cap tulo s o explicadas as funcionalidades e particularidades do c digo ladder utilizado no caso real Tamb m foram abordados diversos passos de configura o que devem ser realizados na implementa o real de um projeto ladder tentando recriar os procedimentos utilizados pelo programador original do projeto No sexto cap tulo finalmente documentado todo o processo de simula o do caso em estudo e desenvolvimento da IHM utilizada para operar o sistema simulado Este cap tulo apresenta os principais recursos que podem ser utilizad
53. ados O CLP utilizado MicroLogix 1500 vem configurado de f brica para utilizar o protocolo de comunica o DF1 full duplex Utilizando um cabo adaptador poss vel conectar o CLP a um computador pessoal e configurar o respectivo driver no software RSLinx por meio da op o Auto Configure Vale ressaltar que os par metros configurados de f brica para a rede DF1 do MicroLogix s o os mesmos que os par metros pr configurados na cria o do driver pelo RSLinx Estabelecida a conex o com o CLP um novo projeto deve ser criado no software RSLogix 500 e o modelo exato do controlador deve ser informado Com o driver de comunica o configurado a configura o dos cart es de expans o conectados ao controlador se torna mais f cil pois nessa situa o o software de programa o permite a leitura autom tica dos cart es utilizados A figura mostra os slots e cart es configurados no CLP utilizado no caso em estudo A configura o dos par metros de comunica o tamb m facilitada pelo o uso da op o Who Active que selecionar um dispositivo reconhecido pelo computador com controlador a ser utilizado no projeto 51 Figura 5 1 Slots e cart es configurados Patt Description Bul 1764 Micrologix 1500 LAP Series C 1769 SDN DeviceNetScanner 1763 1016 16 Input 10 30 VBC 1769 0832 32 Output High Density 24 VDC 1769 OB16P 16 Dutput 24 VDC Source w Protection 1769 0B16 16 Output 24 VDC Source Oe Mm
54. alho diversas reas da automa o foram abordadas como hardwares comumente utilizados conhecimento b sico da linguagem de automa o mais utilizada estudo de uma rede industrial e um programa ladder j implementados e desenvolvimento completo de uma interface para interagir com a m quina envasadora estudada Toda a base te rica abordada na primeira parte do trabalho foi fundamental para o sucesso do desenvolvimento e simula o da interface gr fica proposta Ap s a realiza o deste trabalho foi adquirido um conhecimento b sico sobre automa o que de certa forma n o foi proporcionado pelo curso de gradua o em engenharia el trica enfrentado pelo autor e fundamental para o sucesso profissional de um engenheiro eletricista principalmente no ramo industrial 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 99 REFERENCIAS ROCKWELL AUTOMATION Slc 500 programmables controllers S 1 s n 2006 Petruzella Frank D Programmable Logic Controllers 4 ed Nova Iorque McGraw Hill 2010 385 p ALLEN BRADLEY Micrologix 1200 and micrologix 1500 programmable controllers Instruction set refenrece manual S 1 s n 2000 ROCKWELL AUTOMATION Rslinx classic Getting results guide S 1 s n 2011 ROCKWELL AUTOMATION RSLogix 500 Getting results guide S 1 s n 2010 ROCKWELL AUTOMATION RSEmulate 500 Getting results guide S 1 s n 20
55. am tros s o configurados de acordo com o balde Peso Objetivo e Tempo de acionamento do x motor da esteira de balan as gt a e Peso de antecipa o para abertura da v lvula Balan a 3 e 4 com balde Levanta a balan a e realiza a tara p Dosadoras 1 e N lt 2 est o em opera o Sim gt Dosagem esta perto de ser concluida Nao Valvulas dosadoras abertas at o valor meta ser atingido SQ Y N o Dosagem Conclu da Sim Yy Liga o motor da esteira 3e4 102 ANEXO A TABELA COM DESCRI O DE I O Tabela B 1 Entradas do controlador Endere o S mbolo Descri o 1 0 0 PRESSOSTATO Pressostato de ar comprimido 1 0 1 EMERGENCIA Bot o de emerg ncia 1 0 2 LIGA Bot o de liga m quina 1 0 3 DESLIGA Bot o de desliga m quina 1 0 4 TESTE Chave coloca maquina em teste automatico 1 0 5 RESET Botdo de reset de alarmes 1 0 6 LIGA_DOSADOR Chave liga desliga dosador 1 0 7 RESERVA_01 1 0 8 DISP_BALDES Liga desliga dispensador de baldes 1 0 9 DISP_TAMPAS Liga desliga dispensador de tampas 1 0 10 ALIM_BALDES_MAN Alimentador de baldes em manual 1 0 11 ALIM_BALDES_AUT Alimentador de baldes em automatico 1 0 12 ALIM_TAMPAS_MAN Alimentador de tampas em manual 1 0 13 ALIM_TAMPAS_AUT Alimentador de tampas em autom tico 1 0 14 BALDE 3K Seleciona balde de 3 quilos 1 0 15 BALDE_15K Seleciona balde de 15 quilos 1 2 0 SNS_
56. ar metros s o referentes a linha tempor ria que o usu rio criou no projeto ladder 40 3 4 RSNetWorx O software RSNetWorx da Rockwell Automation utilizado para documenta o e configura o de redes DeviceNet Conforme ilustrado na Figura 3 6 a parte superior da janela principal do aplicativo composta por uma barra de menus e uma barra de cones com acesso direto a op es de edi o e diagn stico No canto esquerdo h uma lista de hardware dispon veis para serem adicionados a rede A janela principal do programa denominada Configuration View ou vista de configura o Nesta janela a rede DeviceNet pode ser visualizada graficamente por tabela ou pela rela o mestre escravo dos dispositivos Na parte inferior da tela principal exibida a janela de mensagens que mostra os eventos e estados dos dispositivos na rede Figura 3 6 Tela principal do software RSNetWorx BF hutmaki RSNetWorx for DeviceNet File Edit View Network Device Diagnostics Tools Help Aires 4 ely ale ES gn xi 1769 SDN 01 dispensador balan a 04 DSI to DeviceNet A Scanner de tampas DeviceNet to SCANport Module Dodge EZLINK General Purpose Analog I O General Purpose Discrete I O Generic Device deprecated for new d Guard PLC Safety Scanner Human Machine Interface Inductive Proximity Switch Limit Switch Motor Overload yi i 05 Motor Starter Photoelectric Sensor PointBus Motor Starter i PA ii TEN Ca
57. are RSLinx Classic 33 O RSWho apresenta as redes e dispositivos conectados de maneira muito semelhante ao Windows Explorer Essa tela principal est dividida em duas janelas a esquerda as redes e dispositivos est o dispostos em rvore permitindo a expans o e recolhimento de grupos de acordo com a esta o ou protocolo de comunica o e a direita o n selecionado exibido com mais detalhes As duas principais fun es utilizadas no programa s o a configura o de um driver e a configura o de um t pico Dynamic Data Exchange OLE for Process Control DDE OPC A primeira utilizada para configurar um driver de acordo com o protocolo de comunica o e o dispositivo que o usu rio quer se comunicar Na janela Configure drivers o usu rio pode ver e controlar uma lista de drivers j configurados Tamb m poss vel adicionar novos drivers por meio de uma lista de drivers dispon veis Ap s a escolha do protocolo o usu rio deve escolher um nome para o driver e em uma segunda tela informar par metros espec ficos do protocolo escolhido A Figura 3 2 mostra a janela de configura o de drivers Figura 3 2 Configura o de drivers no software RSLinx Configure Drivers Available Driver Types Configured Drivers Name and Description Status DriverEMU500 SLC 500 DH485 Emulator Sta 00 Running Fonte Ilustra o pr pria obtida com aux lio do software RSLinx Classic J a segunda pos
58. as de software e hardware para desenvolvimento de sistemas de automa o os programas de simula o computacional est o sendo cada vez mais utilizados A principal utilidade de tais ferramentas a possibilidade de estudo e realiza o de testes sem a necessidade de um sistema f sico real Dessa forma o engenheiro pode depurar a l gica de automa o de forma mais segura e eficiente Dentro deste contexto este trabalho apresenta o estudo e simula o de um sistema de automa o de envase de ton is de margarina atrav s de softwares de padr o industrial O estudo de caso investigado baseado em um sistema real de uma ind stria instalada no Estado do Cear Brasil 1 1 Justificativa do trabalho Como dito anteriormente a rea de automa o industrial fundamental no atual cen rio de desenvolvimento do mercado de consumo e da ind stria Portanto para um engenheiro eletricista o conhecimento sobre o desenvolvimento de sistemas de automa o industrial de valiosa import ncia para o sucesso profissional 1 2 Objetivos do trabalho Este trabalho tem como objetivo principal a aplica o de um conjunto de softwares para a simula o e testes de um sistema de automa o industrial Dentre os objetivos espec ficos destaca se o desenvolvimento de uma interface homem m quina 1 3 Composi o do trabalho Este trabalho est dividido em sete cap tulos Ap s a introdu o do assunto apresentado um cap tulo que
59. as e sa das comuns utilizados os outros endere os a serem mapeados s o os da rede DeviceNet Primeiramente com apenas o computador conectado rede o driver da rede deve ser configurado via RSLinx Com a interface 1770 KFD da Allen Bradley poss vel ligar o computador rede e ap s configurado o driver de comunica o no RSLinx mudar a velocidade de transmiss o da rede para 500 kbps Essa velocidade foi escolhida porque o barramento tem um curto comprimento e n o possui deriva es possibilitando a escolha da velocidade m xima da rede Em seguida com o software RSNetWorx poss vel modificar o endere o do cart o scanner para confirmar que o scanner n o estar em um endere o duplicado Ap s isso deve ser realizado o comissionamento do primeiro dispositivo conectado rede o conversor 53 MOVIDRIVE MDX61B Este servo drive possui uma placa DFD11B que possibilita a conex o do conversor em uma rede DeviceNet Nesta placa chaves seletoras possibilitam selecionar a taxa de transmiss o o endere o e a quantidades de dados trocados nas mensagens A velocidade selecionada com os seguintes valores de DR1 e DRO 0 seleciona 125 kbps 1 seleciona 250 kbps 2 seleciona 500 kbps e 3 n o v lido 12 A figura mostra o que par metro cada grupo de chave representa e um exemplo de configura o da placa DFD11B Figura 5 3 Comissionamento do MOVIDRIVE MDX61B 01 NAS D NATE lt 1
60. bloco de v lvulas localizado na parte inferior da esteira de sa da As v lvulas utilizadas possuem 5 vias de trabalho duas posi es e acionamento por solenoides de 24 Vdc A Figura 4 7 ilustra esse sistema 47 Figura 4 7 Parte do bloco de v lvulas que realiza o controle pneum tico Fonte Ilustra o pr pria O sistema de automa o pode ser controlado pelo painel de bot es e a interface homem m quina encontrados no painel geral da m quina Pelo painel de bot es o operador pode ligar e desligar a m quina selecionar o modo teste ligar e desligar partes especificas como dispensador de baldes dosador dispensador de tampas selecionar modo manual ou autom tico selecionar qual balde ser utilizado 3 kg ou 15 kg e observar estados da m quina Al m dos comandos via botoeiras o operador pode fazer ajustes mais avan ados por meio da interface homem m quina IHM PanelView 300 Micro da Allen Bradley Esta interface est ligada ao controlador por meio de uma porta RS 232 A tela de exibi o monocrom tica e o comando via teclado A Figura 4 8 mostra o painel de botoeiras da m quina e a IHM citada Figura 4 8 Comandos dispon veis para o operador da m quina Fonte Ilustra o pr pria 48 Por fim o principal hardware utilizado o CLP MicroLogix 1500 modelo 28BXB da Allen Bradley Este controlador do tipo compacto isto fonte processador entradas e sa da em um nico m dulo o ma
61. cimo nono arquivo BTD C LULAS bastante simples e repetitivo Neste arquivo os dados da c lula de carga s o copiados para endere os que s o utilizados no c digo de pesagem Como alguns dados da balan a possuem 32 bits a c pia da parte mais significativa da palavra feita bit a bit para um registrador do tipo long que j cont m a parte menos significativa H uma rotina para ajustar o rel gio do CLP via IHM que copia valores informados via IHM para o arquivo RTC do controlador que cont m data e hora Para copiar os valores foi utilizado o comando copy que diferentemente da instru o MOV transfere o padr o de bits da palavra sem realizar convers o de formatos Uma rotina denominada mensagens utilizada para definir o n mero da tela a ser exibida Nesta rotina a tela da IHM definida de acordo com a ocorr ncia de algum alarme ou modo de produ o A rotina de primeiro ciclo de scan utilizada no programa principal realizada o reset de vari veis auxiliares de processo e habilita o cart o scanner da rede DeviceNet Por fim uma rotina denominada CIP executada quando a m quina est em modo de limpeza O arquivo conta com dez temporizadores em cascata que definem o momento de energiza o das auxiliares de controle das v lvulas dosadoras As auxiliares de CIP das dosadoras s o utilizados no ladder de pesagem para abertura das v lvulas Neste arquivo tamb m realizado o controle da v lvula geral alimentadora dos
62. clique chamando um teclado para entrada de valores No canto inferior h um bot o que permite a navega o entre a primeira e segunda tela de configura o do dispensador de tampas Figura 6 20 Tela disp tampasl da aplica o desenvolvida r disp tampas1 Al E x Ir para o 18 5 2014 PA IHM Maquina de envase ii menu Ee Dispensador de Tampas Parada Fim V cuo Desliga Dispensador Desliga Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME Figura 6 21 Tela disp tampas2 da aplica o desenvolvida r disp tampas Ir para o i menu 21 55 53 Dispensador de Tampas Giro Fim Servo Desliga Teste V cuo Desliga Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME 89 90 A solu o de automa o implementada no dispensador de tampas a mesma do dispensador de baldes um temporizador c clico virtual Por m na esta o de tampas o ciclo composto por seis processos distintos utilizando seis faixas de ngulos virtuais Dos seis cames utilizados quatro acionam atuadores um testa a exist ncia do v cuo e outro estabelece o tempo em que o dispensador fica parado Os quatros atuadores acionados durante o ciclo de opera o da esta o de tampas s o ventosa a v cuo para pegar tampas cilindro girat rio respons vel pelo giro do bra o mec nico servomotor respons vel pelo
63. da tens o alternada para uma tens o cont nua geralmente utiliza se 5 Vdc ou 24 Vdc A fonte tamb m garante uma opera o normal do CLP diante de flutua es de tens o caracter stica fundamental em um ambiente industrial grandes cargas sendo acionadas 2 1 2 CPU A CPU respons vel pela execu o do programa atualiza o de sa das aloca o de mem ria entre outras fun es Em sistemas cr ticos onde n o pode haver falhas pode ser usada uma CPU com redund ncia isto o m dulo de processamento pode possuir mais de um microprocessador e em caso de falha do processador principal o segundo assume o controle do sistema O m dulo da CPU geralmente possui LEDs indicadores de estado e uma chave seletora do modo de opera o a Modo RUN o programa gravado no controlador executado Nesse modo n o poss vel a edi o da l gica por meio de um dispositivo de programa o geralmente um computador pessoal b Modo PROG possibilitada a edi o do programa com seguran a pois todas as sa das s o desenergizadas e n o poss vel trocar o modo de opera o do CLP remotamente c Modo REM possibilitada a troca do modo de opera o do CLP por meio de um dispositivo de programa o Tamb m poss vel modificar o programa do controlador de forma online isto a l gica da automa o pode ser modificada durante a execu o do projeto A principal vantagem da edi o online evitar a perda dos esta
64. das tags utilizadas foram do tipo anal gico pois esse tipo permite o uso de um fator de escala para valores inteiros facilitando por exemplo a leitura dos par metros de setpoint da pesagem das balan as da aplica o A Tabela 6 1 lista todas as tags utilizadas no projeto Tabela 6 1 Tags utilizadas no desenvolvimento d IHM Tag Tipo de Tag fae ue Descri o c1_15k Anal gica L11 10 Setpoint c lula 1 15 Kg c2_15k Anal gica 11 11 Setpoint c lula 2 15 Kg c3 15k Anal gica 11 12 Setpoint c lula 3 15 Kg c4 15k Anal gica 11 13 Setpoint c lula 4 15 Kg pesoantecipacao 15k Anal gica L9 31 Peso de antecipa o 15 Kg ci 3k Anal gica 11 18 Setpoint c lula 1 3 Kg c2_3k Anal gica 11 19 Setpoint c lula 2 3 Kg c3 3k Anal gica 11 20 Setpoint c lula 3 3 Kg c4_3k Anal gica 11 21 Setpoint c lula 4 3 Kg pesoantecipacao 3k Anal gica 9 33 Peso de antecipa o 3 Kg tela Anal gica Interna Define a tela a ser exibida ligamaquina Digital B3 1 0 Liga a maquina envasadora balanca Anal gica Interna Define a balan a monitorada Fonte Tabela pr pria 79 6 3 4 Configura o de alarmes Durante a supervis o de um processo o operador respons vel pela planta m quina deve saber a exist ncia de uma situa o de risco de modo instant neo Essa funcionalidade alcan ada com o uso de alarmes que conseguem identificar a falha ou proximidade de uma condi o perigosa em um dispositivo ou proc
65. de 15k 0 3 26 FREIO SUP TAMPA 15K Freio superior tampas de 15k 104 0 3 27 0 3 28 0 3 29 0 3 30 0 3 31 0 4 0 0 4 1 0 4 2 0 4 3 0 4 4 0 4 5 0 4 6 0 4 7 0 4 8 0 4 9 0 4 10 0 4 11 0 4 12 0 4 13 0 4 14 0 4 15 0 4 22 0 5 0 0 5 1 0 5 2 0 5 3 0 5 4 0 5 5 0 5 6 DISP TAMPA 15K RESERVA 08 PARADOR BALDE 3K TP PARADOR BALDE 15K T P PUXA BALDE 3K PARADOR BALDE PRESS LEV BALDE PRESS PRESSIONADOR TAMPAS LEV BALANCA 1 2 LEV BALANCA 3 4 VALV RETORNO VALV DOS 4 VALV DOS 3 VALV DOS 2 VALV DOS 1 RESERVA PARADOR2_15K PARADOR3_ 15K PARADOR4_15K EMPURR 1 DOSADOR EMPURR 3 DOSADOR FREIO INF2 BALDE 3K FREIO SUP2 BALDE 3K SEPARA_BALDE2_3K PUXA_BALDE2_3K PRENDE_BALDE2_3K DISP_BALDE2_3K DISP_BALDE2_5K Dispensador de tampas de 15k Parador de balde de 3 e 5k no dispensador detampas Parador de balde de 15k no dispensador de tampas Puxador de balde de 3k Parador de baldes 15k no pressionador de tampas Levantador de baldes na esta o do pressionador detampas Pressionador de tampas Levantador das balan as 1 e 2 Levantador das balan as 3 e 4 V lvula de retorno geral de produto V lvula do dosador 4 V lvula do dosador 3 V lvula do dosador 2 V lvula do dosador 1 Parador 2 balde de 15k esta o dos empurradores Parador 3 balde de 15k esta o dos empurradores Parador 4 balde de 15k esta o dos empurradores Empurrador 1 e 2 para esta o de dosagem Empurrador 3 e 4 para esta o
66. de dosagem Freio inferior 2 do balde de 3k Freio superior 2 do balde de 3k Separador de balde de 3 e 5k elevador Puxador de balde de 3k Prendedor de balde de 3k pegador Dispensador de balde de 3k freio Dispensador de balde de 5k freio Fonte Tabela pr pria 105 ANEXO B ESQUEMA DE LIGA O DO SERVODRIVE Figura C 1 Liga es do servodrive MDX61B 2U2 X13 13 B4 X16 13 B7 X10 13 B1 X11 X12 X4 N PROFIBUS NA COONTROLADOR SERVO MDX61B 0022 5A3 4 0 SEW SERVO MOTOR SEW 2U2 2U2 o pr pria zus Z2 sersu Q LLS d T se su 3 ansa P QNSTNI EDA DO MZ YOIYS wood 2 saga x 979107 LNa sola O 9l07 LNA 9 cold 4 qe 9107 INA zoa m ETSITANI aa Ne Z 9107 LNI3 eua 4 L510 LN a dona e ano nzia o e AbZ INI Z0A 00 4 AbZ YOS z000 4 zo WIAR vas oN 1000 O ON L WISI vals YN Lood 1N 4 YN L YLA vars 3 1000 2 10 TSI vars ooga M ai a DIBYA HOIVINOO VAIS E angaj N ONIOTINI L HL aL Fonte Ilustra
67. de entradas verifica o do programa atualiza o das sa das e manuten o do sistema A execu o dessas quatro etapas denominada de ciclo de scan e o tempo que esse ciclo executado um fator determinante para o controle adequado do processo Geralmente o tempo de scan varia entre 1 ms e 20 ms 2 Existem diversos fatores que influenciam esse tempo de scan sendo o primeiro modelo de processador utilizado O tempo de execu o tamb m aumenta de acordo com o n mero de instru es presentes no programa A complexidade das fun es executadas tamb m influencia esse valor O estado das condi es l gicas tamb m pode significar uma varia o no tempo de execu o de um ciclo de scan pois o estado l gico dos itens em an lise de cada linha pode definir a verifica o do pr ximo item ou a passagem para a pr xima linha do programa A Figura 2 3 ilustra como o ciclo de um CLP executado Primeiramente o estado das entradas do controlador verificado e copiado para um arquivo imagem De acordo com o estado das entradas o programa executado e as decis es l gicas tomadas Ap s a execu o do programa o arquivo de dados correspondente s sa das atualizado e seus respectivos circuitos modificados Entre cada ciclo o controlador realiza uma verifica o interna de seus componentes sendo essa etapa denominada como manuten o do sistema Figura 2 3 Fluxograma do ciclo de scan de um CLP In cio Manut
68. desta solu o fez com que ela se desenvolvesse em uma vasta rea de aplica es Atualmente ela engloba atuadores e sensores eletr nicos e mec nicos um grande n mero de controladores l gicos program veis CLP interfaces de opera o diversos protocolos de comunica o para todos os n veis de processo servidores e sistemas supervis rios completos A utiliza o de um CLP em um projeto de automa o possibilita a implementa o de l gicas de controle atrav s de programa o computacional n o sendo necess ria a inclus o e remo o de componentes f sicos Diversos fabricantes apresentam timas solu es em termos de controladores para os mais diferentes graus de complexidade de processo Dependendo da dist ncia do controle para o ponto de opera o e do n mero de vari veis controladas pode ser necess ria a utiliza o de redes de comunica o A necessidade de uma rede de automa o torna o desenvolvimento do projeto ainda mais complexo pois s o diversos protocolos para serem escolhidos entre redes abertas e propriet rias Al m dos CLPs os sistemas de automa o normalmente precisam da intera o humana para opera o e manuten o do sistema Neste ponto outro fator do projeto deve ser definido e implementado o modo como a opera o controlada Para esta etapa h diversas solu es que v o desde simples botoeiras at complexos sistemas de monitoramento e an lise a dist ncia Dentre as ferrament
69. dir a passagem de baldes com os pr ximos empurradores acionados Os empurradores de baldes s o acionados em duplas isto s o acionados empurradores um e dois ou tr s e quatro Para acionar cada dupla de empurradores diversas condi es devem ser satisfeitas os dois empurradores devem possuir baldes suas barreiras devem estar acionadas a auxiliar indicativa da presen a de baldes nas balan as deve ser falsa a esteira das balan as que v o receber os baldes devem estar desligadas e a esta o de dosagem deve estar ligada Ap s serem acionados a presen a de baldes nas balan as indicada por um bit virtual e um temporizador de 1 6 segundo desativa os empurradores No 64 final do c digo algumas condi es s o impostas para desligar o dispensador de baldes como presen a de balde no empurrador mais pr ximo do dispensador 5 3 9 Demais c digos Diversos arquivos do projeto se utilizam dos alarmes para garantirem seguran a nas suas opera es O projeto conta com uma rotina separada para defini o dos alarmes Nesta rotina cada arquivo conta com uma vari vel virtual que setada em uma condi o de falha Por exemplo o alarme indicativo de falta de v cuo na esta o de tampas estabelecido durante o came 5 do dispensador de tampas por meio de uma v cuostato havendo quebra do v cuo o alarme setado Ao todo s o 6 alarmes definidos que ativam a sinaleira de alarme e desabilitam determinados processos O d
70. do O driver utilizado foi o SLC 500 DH485 Emulator Driver que permite comunica o com todos os dispositivos simulados pelo software RSLogix Emulate 500 Ap s o startup do driver configurado o controlador simulado j pode ser visto pelo computador Apesar do dispositivo ja estar online nessa etapa da configura o a comunica o com o software Factorytalk View em um ambiente simulado deve ser feita por meio de um t pico OPC 70 A configura o de um t pico OPC feita por meio do RSLinx Para abrir a tela de configura o deve se selecionar o dispositivo que ser utilizado como fonte de dados por meio de um clique com o bot o direito e sele o da op o Configurar um novo t pico OPC Na tela de configura o do t pico deve ser informado o tipo de processador a frequ ncia das mensagens tipo polled o driver de comunica o n mero da esta o entre outros par metros que podem ser utilizados com informa es padr es A Figura 6 4 mostra o t pico OPCIHM configurado para desenvolvimento da IHM em um ambiente de simula o Por fim para concluir a configura o do ambiente de simula o utilizado era necess ria alguma forma de alterar o estado das vari veis da fonte de dados pois apesar da exist ncia de um CLP simulado os componentes sensores reais do caso em estudo n o estavam conectados ao sistema Para simular o comportamento do sistema e alterar vari veis foi utilizado o software RSLogi
71. dos das sa das pois em uma reprograma o off line esses dados s o perdidos e necess rio um startup do processo controlado 2 1 3 Mem ria Respons vel pelo armazenamento do programa do usu rio e dos dados utilizados pelo programa Esse item fundamental na escolha do CLP ideal para a automa o do processo pois de acordo com a complexidade do sistema ser definida a mem ria necess ria e consequentemente o modelo de CPU a ser adquirido A mem ria do CLP especificada de acordo com a palavra utilizada pela CPU Geralmente os CLPs atuais trabalham com palavras de 16 bits 32 bits ou 64 bits Portanto uma mem ria de 6 K indica uma capacidade de armazenamento de seis mil palavras A mem ria do CLP pode ser classificada em dois tipos vol til ou n o vol til A mem ria vol til perde os dados armazenado quando h uma queda ou perda total da alimenta o do sistema Esse tipo de mem ria tipicamente utilizado para armazenamento das imagens de estado das entradas e sa das e dados das instru es do programa temporizadores contadores e etc Um exemplo de mem ria vol til a Random Access Memory RAM que utilizada quando h necessidade de leitura e escrita de dados de forma r pida Alguns processadores s o acompanhados de baterias para garantir uma autonomia de alguns minutos para a mem ria RAM Para o armazenamento do programa e de certos par metros utilizada a Electrically Erasable Programmable
72. dosadores Em funcionamento normal ela controlada por uma sa da n o retentiva que acionada sempre que uma dosadora ativada No modo CIP ela permanece aberta at o s timo temporizador terminar a contagem 5 4 Conclus es O quinto cap tulo do desenvolvimento apresenta as solu es de programa o em ladder utilizadas no caso em estudo Neste capitulo uma abordagem mais detalhada sobre a 65 rede utilizada no caso em estudo feita A rede DeviceNet quando comparada as demais redes industriais uma das que imp e mais dificuldades ao usu rio Para esta rede cada equipamento deve ser comissionado e uma configura o de rede tem que ser desenvolvida Qualquer acr scimo ou mudan a na rede resulta em uma nova configura o manual Apesar das dificuldades impostas pela rede o estudo deste protocolo facilita o entendimento das demais redes industriais que geralmente possuem configura es mais simplificadas e tamb m facilita a compreens o sobre a manipula o dos par metros dos dispositivos que se comunicam com o CLP via rede Al m da abordagem sobre a rede utilizada apresentado o procedimento para configura o dos equipamentos que se comunicam com o CLP via DeviceNet esclarecendo os procedimentos seguidos no planejamento da rede Nesta etapa ficou claro como a escolha de um caso pr tico baseado em equipamentos Allen Bradley e softwares Rockwell foi acertada pois at em manuais de outros fabricantes os equipa
73. e 12 da palavra de sa da Os valores um dois e tr s selecionam modo JOG Posicionamento por pulsos modo de referenciamento e modo autom tico respectivamente Os bits 13 e 14 selecionam o modo de posicionamento Os valores zero um dois e tr s selecionam posicionamento absoluto relativo dist ncia restante hor ria e dist ncia restante anti hor ria 62 respectivamente O modo absoluto posiciona o servo de acordo com a posi o refer ncia e a posi o destino No modo relativo a posi o refer ncia passa a ser a posi o atual Os modos de dist ncia restante dependem de gatilhos de posi o do material para definirem o posicionamento e n o foram utilizados Para referenciar a posi o do drive um sensor de refer ncia utilizado enviando um sinal alto quando o drive passa pela posi o zero O esquema das liga es necess rias para o funcionamento do servodrive com controle via rede est no Anexo B O programa iniciado com a leitura da posi o do servo motor Em seguida os cursos de subida e descida velocidades de subida e descida e posi o em caso de falha s o definidos para cada tipo de balde Feita a configura o dos par metros a serem enviado para o servodrive o programa analisa se h falha no conversor Em caso de falha os comandos de inibir e ligar o servodrive s o zerados bits O a 3 da palavra de controle N o havendo falha os bits de libera o do controlador s o setados Com o bit
74. e devem ser conectadas ao barramento por meio de taps um tap pode distribuir mais de uma deriva o ou seguindo o estilo aberto onde o barramento partido para conex o de um dispositivo Este ltimo estilo pode ser visto na quarta deriva o da topologia mostrada na Figura 5 2 O fim do barramento deve indicado pela conex o de uma resist ncia de 120 ohms chamada de Terminating resistor TR 52 Figura 5 2 Topologia gen rica de uma rede DeviceNet Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software RSLogix 500 O par metro principal a ser configurado em uma rede DeviceNet a sua taxa de transmiss o ou baud rate A velocidade m xima para aplica o desenvolvida pode ser definida por tr s crit rios tipo de cabo utilizada dist ncia m xima entre dois dispositivos e valor acumulado da dist ncia das deriva es Os valores dispon veis para configura o da taxa de transmiss o da rede s o 125 kbps 250 kbps e 500 kbps A tabela mostra a velocidade m xima de acordo com os par metros citados Tabela 5 1 Sele o de velocidade da rede DeviceNet Dist ncia m xima m FERPA Dist ncia acumulada Velocidade Cabo Cabo Cabo Cabo m chato grosso m dio fino 125 kbps 420 500 300 100 156 250 kbps 200 250 250 100 78 500 kbps 75 100 100 100 39 Fonte Tabela pr pria com dados de 10 5 2 2 Configura o do caso em estudo Ap s o mapeamento dos cart es de entrad
75. e o bit endere ado possuir n vel alto J a fun o XIO ou contato normalmente fechado permite a energiza o da linha se o bit associado possuir n vel baixo bloqueando na situa o contr ria As fun es de output definem o estado do bit endere ado de acordo com a situa o da linha isto se a linha estiver energizada a respectiva sa da ser modificada para o n vel 1 e no caso contr rio a sa da assumir valor O As fun es OTE e OTL se diferenciam no fator reten o pois a OTL ap s ser energizada permanece no estado alto mesmo que a linha volte a ser descontinuada e a OTE depender apenas da continuidade atual da linha A fun o OTU utilizada para resetar um bit que foi acionado pela fun o OTL isto quando for detectada continuidade na linha de uma fun o OTU o bit associado a esta fun o ser alterado para n vel O mesmo que esteja em estado alto com reten o 24 2 3 1 2 Contadores e Temporizadores A categoria contadores e temporizadores pode ser representada basicamente por 5 fun es timer on delay TON timer off delay TOF retentive timer on delay RTO count up CTU e count down CTD A Figura 2 6 ilustra o bloco e os par metros base das fun es TON e CTU Figura 2 6 Representa es das fun es TON e CTU no software RSLogix 500 TON Timer On Delay Timer T4 1 Time Base 10 Preset 400 Accum Preset Accum Fonte Ilustra o pr pria obtida com aux li
76. eg atenda Tas DU Saab ciel pelea awe 46 Figura 4 7 Parte do bloco de v lvulas que realiza o controle pneum tico 47 Figura 4 8 Comandos dispon veis para o operador da m quina 47 Figura 4 9 Controlador do caso refer ncia a ssstasisisacatopesssensacaaso dedi evinced 48 Figura 5 1 Slots e cart es configurados 22 54 set ined Gon ssa il lee Tag a 51 Figura 5 2 Topologia gen rica de uma rede DeviceNet 52 Figura 5 3 Comissionamento do MOVIDRIVE MDX61B 53 Figura 5 4 Rede do caso em estudo configurada via RSNetWorx ii 54 Figura 5 5 Fluxograma programa ladder principal a 55 Figura 5 6 Palavras de controle do servodrive MDX61B 61 Figura 6 1 Vis o geral do software Factorytalk View ME area 67 Figura 6 2 Rela o entre os softwares utilizados errar 68 Figura 6 3 Configura o do CLP simulado asa aaa AR 69 Figura 6 4 Configura o de um t pico OPC no software RSLINX ccccccceeseeeseeeesteeeeeneeeees 71 Figura 6 5 Configura o do arquivo ladder em modo online 71 Figura 6 6 Modelo utilizado no caso real esquerda e modelo correspondente a interface simulada direita esses a Entes done sql sea Sees oe ae aaa cad Lae nao Sa he 712 Figura 6 7 Adi o de um servidor OPC no software Factorytalk View ME sss 73 Figura 6 8 Con
77. eitura armazenado em um registrador do tipo long A express o l gica utilizada no elemento gr fico analisa o valor da tag interna balanca e de acordo com o valor observado aponta para o endere o do valor medido pela balan a escolhida pelo o usu rio O mostrador num rico posicionado a esquerda da imagem do balde tamb m tem a sua conex o definida por meio da mesma express o utilizada no gr fico Logo abaixo da imagem do balde um painel indica qual balan a est sendo monitorada 6 4 7 Display de ajustes do servomotor Por fim a ltima tela de ajustes de par metros utilizadas na IHM foi a set servol Nesta tela todos os par metros utilizados para configura o do servomotor est o dispon veis para modifica o e acompanhamento A respeito dos elementos gr ficos e recursos da interface utilizados n o h nenhuma novidade a ser abordada na tela de ajuste do servomotor pois a metodologia aplicada a mesma que outras telas de configura es Figura 6 26 Tela set servol da aplica o desenvolvida 18 5 2014 IHM Maquina de envase dao SELL 23 15 38 Regulagem do Servomotor Velocidade de descida Velocidade de subida 1500 2700 Rampa de acelera o Rampa de desacelera o Curso de subida 15 90 Curso de descida Curso de falha r set_servol Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME 95 O hardware utilizado e
78. em estudo 98 7 CONCLUS O A abordagem sobre as principais ferramentas computacionais de umas das maiores desenvolvedoras do setor de automa o Rockwell Automation e suas respectivas fun es pode ser destacada como primeiro ponto positivo do trabalho permitindo uma maior familiaridade com as solu es de automa o implementadas atualmente no setor industrial Essa abordagem em conjunto com os conceitos b sicos de hardware e linguagem de programa o apresentados neste trabalho permitiram o desenvolvimento de interface que teve suas funcionalidades validadas por meio de simula o Durante o desenvolvimento deste trabalho as principais dificuldades enfrentadas foram algumas incompatibilidades dos softwares utilizados com o sistema operacional Windows 7 sendo necess ria a utiliza o de uma m quina virtual com sistema mais antigo para desenvolvimento da interface Al m disso o fato do desenvolvimento da interface ser baseado em uma simula o de uma aplica o real dificulta bastante o entendimento da aplica o compreens o dos recursos necess rios e funcionais a serem implementados na IHM e realiza o de testes Os diversos conceitos abordados no decorrer do trabalho servem como base para trabalhos futuros como a implementa o real de uma IHM desenvolvimento de uma aplica o ladder ou apresenta o de outros casos que utilizem ferramentas computacionais de outras grandes desenvolvedoras Enfim no decorrer deste trab
79. en o Verifica o do sistema de entradas Atualiza o Verifica o das sa das do programa Fonte Ilustra o pr pria 22 2 3 Linguagem de programa o Atualmente as linguagens de programa o de CLPs s o padronizadas pela IEC 61131 3 99 2 sendo duas linguagens textuais e tr s linguagens gr ficas como mostra a Figura 2 4 Figura 2 4 Diagrama com as linguagens de programa o de CLPs Linguagens de programa o de CLPs Gr ficas Textuais Diagrama de Sequenciamento Lista de Texto instru es estruturado Diagrama Ladder blocos de fun es gr fico de fun es Fonte Ilustra o pr pria A linguagem ladder a mais utilizada na programa o de CLPs Essa linguagem gr fica muito semelhante aos diagramas de comandos el tricos por rel s Essa semelhan a caracteriza o intuito de facilitar a transi o da automa o por rel s para a automa o por controladores program veis Al m disso por representar condi es l gicas por meio de contatos essa linguagem facilita muito o acompanhamento do funcionamento do c digo garantindo uma r pida e pr tica manuten o do sistema Devido a todas as vantagens citadas acima o diagrama ladder ser a linguagem abordada neste trabalho A linguagem ladder composta por duas linhas de energia virtuais O polo positivo ou fase fica a esquerda do esquema e a linha de energia que simula o ponto comum ou negativo fica a direita
80. es Por m por quest es visuais e de adequa o do display de alarmes as demais telas da IHM optou se por o desenvolvimento de uma tela de alarmes pr pria Esta tela est apontada na configura o dos alarmes da IHM e exibida sempre que um novo alarme disparado Na tela alarmes o elemento principal o Alarm Banner Uma aplica o desenvolvida no software Factorytalk View ap s a configura o de alarmes roda um datalog dos alarmes acionados a partir do momento que a interface executada O elemento Alarm Banner exibe justamente a entrada mais recente do datalog nativo da aplica o mostrando a data hora e mensagem personalizada para cada alarme de acordo com as configura es feitas no editor de alarmes do software Al m do banner de alarmes os outros elementos encontrados na primeira tela de alertas s o um bot o de emerg ncia um bot o de reset um bot o de navega o para a segunda tela de alarmes Hist rico e um bot o de fechamento O bot o de reset est associado a um endere o do CLP que cumpre a fun o unlatch dos alarmes Esse bot o necess rio pois um alarme ap s ser disparado continua ativo mesmo que a m quina retorne para suas condi es normais de opera o O bot o hist rico exibe a segunda tela de alarmes que possui um relat rio mais 96 detalhado O ltimo bot o desta primeira tela de alertas do tipo Close Display isto ele encerra o display de alarmes e volta para a l
81. es de compara o e suas respectivas express es l gicas com base nos par metros utilizados em controladores do fabricante Allen Bradley Tabela 2 2 Resumo das principais fun es de compara o de um controlador Allen Bradley Sigla da sk Express o 8 Nome Ingl s Descri o a Fun o L gica EQU Equal Testa se dois valores s o iguais A B Verdade NEQ Not equal Testa se dois valores s o diferentes AzB Verdade LES Less than Testa se um valor fonte menor que o outro A lt B Verdade Less than or 2 E LEQ equal Testa se um valor fonte menor ou igual ao outro A lt B Verdade GRT Greater than Testa se um valor fonte maior que o outro A gt B Verdade Greater than or d GEQ Testa se um valor fonte maior ou igual ao outro A gt B Verdade equal to Mask compare A ee ene MEQ P Testa se por es de dois valores s o iguais for equal ee Testa se o valor fonte esta dentro de um intervalor LIM Limite test especifico Fonte Tabela propria com dados do manual do controlador Micrologix 1500 As seis primeiras fun es da Tabela 2 2 utilizam apenas dois valores nas compara es e podem ser facilmente entendidas pelas descri o e express o l gica fornecidas na tabela Por m as fun es MEQ e LIM possuem diferentes par metros e uma express o l gica de menor simplicidade A fun o MEQ permite que apenas alguns bits da palavra fonte sejam comparados com o valor refer ncia e utili
82. esso Para atender necessidade desses alertas instant neos o software Factorytalk View conta com uma ferramenta para configura o de alarmes Primeiramente na tela de configura o de alarmes devem ser informados os gatilhos dos alertas isto vari veis que ser o monitoradas e ao alcan arem um valor de risco definido pelo programador ir o desencadear a es e alertas instant neos A defini o de um gatilho pode ser feita por meio de uma refer ncia a uma vari vel interna ou endere amento direto Como o programa do CLP j contava com bits espec ficos para situa es de risco os gatilhos foram referenciados aos bits do programa ladder de alarmes do CLP Ap s a defini o das vari veis relacionadas aos gatilhos do alarme deve se definir qual de cada vari vel acionar o alarme e como esse alarme deve ser processado Em uma condi o de falha poss vel habilitar a visualiza o de um display o envio de uma mensagem para uma impressora ou o envio de uma mensagem para um dispositivo remoto CLP No caso da IHM desenvolvida foi feita a escolha de exibir mensagens de alerta durante a ocorr ncia de uma falta Como as vari veis escolhidas como gatilho eram do tipo digital o valor verdadeiro foi escolhido como condi o de disparo do alarme Tamb m para cada vari vel foi definida uma mensagem a ser exibida Por fim na aba de configura es avan adas foi apontado o display alarmes para ser exibido no caso do di
83. estino MUL Multiply Multiplica dois valores fonte DIV Divide Divide o valor fonte A pelo valor fonte B NEG Negate Troca o sinal do valor fonte CLR Clear Zera o valor destino SQR Square Root Calcula a raiz quadrada do valor fonte SCL Scale Calcula o valor correspondente em uma nova escala do valor fonte SCP Scale with Calcula o valor correspondente em uma nova escala por meio parameters de uma rela o linear Fonte Tabela pr pria 27 Das fun es apresentadas na Tabela 2 1 v lido destacar as fun es ADD SCL e SCP A fun o da opera o de adi o apesar da simplicidade muito utilizada na contagem de ciclos de produ o controle de valores inteiros e instru es de compara o de valores num ricos As fun es de mudan a de escala SCL e SCP s o fundamentais na implementa o de l gica com leituras anal gicas pois poss vel converter rapidamente um valor anal gico com escala de 4 mA 20 mA para a escala de uma grandeza do processo como peso ou temperatura Figura 2 7 Representa es das fun es SCL e SCP SCL SCP Scale w Parameters Input Scale Source Rate 10000 Input Min Offset Input Max Dest Scaled Min Scaled Max Output Fonte Manual do controlador Micrologix 1500 com adapta es 3 Observando a Figura 2 7 poss vel perceber a diferen a b sica entre essas duas fun es de mudan a de escala A fun o SCP mais amig vel ao usu rio po
84. eu ltimo estado Contadores e temporizadores n o funcionam corretamente se estiverem dentro deste intervalo Por isso esses acumuladores devem ser programados fora da zona que pode ser ignorada na execu o da fun o JMP A fun o JMP permite a execu o de uma linha fora da ordem de scan Por m quando se quer executar v rias linhas foram da ordem original do programa s o utilizadas as sub rotinas Na implementa o de uma sub rotina as fun es JSR SBR e RET devem ser utilizadas em conjunto sendo as duas primeiras associadas ao mesmo endere o Se a linha de uma instru o JSR for verdadeira o programa executar as instru es seguintes a label SBR associada Ao executar a fun o RET presente no fim de uma sub rotina o programa executar a pr xima linha ap s a fun o de chamada da sub rotina Geralmente as sub rotinas s o armazenadas em arquivos ladder separados do programa principal permitindo uma maior organiza o do programa e evitando a execu o desnecess rias de zonas de instru es A instru o MCR uma solu o digital que simula a funcionalidade de um rel de seguran a Por meio de duas linhas com a instru o MCR definida uma zona que desenergizar todas as sa das n o retentivas quando a condi o l gica associada a primeira fun o MCR for falsa Quando a linha da primeira instru o MCR for verdadeira a zona delimitada pelas duas instru es de m ster control ser o ignoradas Norma
85. figura o das conex es de objetos gr ficos 75 Figura 6 9 Configura o da visibilidade de um elemento 76 Figura 6 10 Editor de tags do software Factorytalk View ME 78 Figura 6 11 Editor de alarmes do software Factorytalk View ME 80 Figura 6 12 Defini es de seguran a do software Factorytalk View ME 81 Figura 6 13 Tela inicial da aplica o desenvolvida a 84 Figura 6 14 Express o do status da m quina assa iimassparzasasspeaanesitundoans derala facas queda esuado 84 Figura 6 15 Tela menu da aplica o desenvolvida rea 85 Figura 6 16 Anima o painel de status da m quina ease 86 Figura 6 17 Tela disp baldes2 da aplica o desenvolvida 86 Figura 6 18 Tela disp baldes1 da aplica o desenvolvida 87 Figura 6 19 Detalhe dos atuadores do dispensador de baldes 88 Figura 6 20 Tela disp tampas1 da aplica o desenvolvida 89 Figura 6 21 Tela disp tampas2 da aplica o desenvolvida 89 Figura 6 22 Detalhe dos atuadores do dispensador de tampas 90 Figura 6 23 Tela disp tempos1 da aplica o desenvolvida 91 Figura 6 24 Tela disp pesagem da aplica o desenvolvida 92 Figura 6 25 Tela disp_pesagem1 da aplica o desenvolvida 93 Figura 6 26 Tela
86. gura 6 17 Tela disp_baldes2 da aplica o desenvolvida a X disp_baldes2 Dispensador de Baldes 15 Kg 3 Kg Parada Inicio 0 0 Parada Fim Ir para o 18 5 2014 IHM M quina de envase c mea 20 11 14 Prendedor Liga 200 10 Prendedor Desliga 360 235 Dispensador Liga 0 50 Dispensador Desliga 60 80 gt Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME 87 Figura 6 18 Tela disp baldes1 da aplica o desenvolvida r disp baldes wl aaa 18 5 2014 skd IHM M quina de envase tee menu 20 12 12 Dispensador de Baldes Separador In cio Separador Fim Puxador Liga Puxador Desliga 130 180 Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME Como j foi abordado no cap tulo 4 e na se o 5 3 3 o dispensador de baldes o primeiro processo da m quina envasadora estudada dispensando baldes na esteira de entrada da m quina O dispensador de baldes conta com quatro atuadores pneum ticos freio superior ou dispensador prendedor separador e puxador Esses elementos podem ser observados na Figura 6 19 Resumidamente foi implementado um temporizador c clico virtual Neste temporizador um clock incrementa um ngulo virtual O temporizador composto por cames Cada came aciona um componente do processo durante determinada faixa do ngulo virtual No dispensado
87. ido mais adiante O quinto came tamb m utilizado em outro c digo que ser discutido Assim que o came 1 conclu do a barreira que mant m o balde na posi o desligada e espera a passagem do balde Em seguida religada para posicionar o pr ximo balde A Tabela 5 4 resume o ciclo do dispensador de baldes 60 Tabela 5 4 Par metros dispensador de tampas Regulagem dispensador de tampas Processo Comando AnEulo virtual Liga 0 Parada z Desliga 20 Liga 50 V cuo da tampa Desliga 190 j Liga 50 Dispensador de tampas 7 Desliga 70 Liga 95 Gira tampas 5 Desliga 240 Liga 80 Servo motor 3 Desliga 240 3 Liga 110 Teste vacuo 5 Desliga 140 Fonte Tabela propria 5 3 7 LAD 16 Servo Tampa O arquivo de 16 do projeto ladder realiza a comunica o e controle do servoacionamento de acordo com os seus respectivos cames definidos no programa dos dispensadores Para entender o funcionamento do c digo necess rio conhecer as palavras de comunica o do servodrive e os seus modos de acionamento Como j foi visto na configura o do servodrive para a rede DeviceNet s o utilizadas tr s palavras de entrada e tr s palavras de sa da O conte do dessas palavras pode ser configurado via RSNetWorx No caso em estudo as entradas s o uma palavra de status velocidade atual e posi o atual As sa das s o palavra de controle posi o desejada e velocidade desejada A Figura 5 6
88. igura o de hardware e software pode se iniciar o desenvolvimento do programa ladder A programa o pode ser feita simplesmente arrastando os componentes da caixa de instru es ou por meio de texto composto por sigla das instru es e endere os A caixa de entrada para texto exibida ap s um clique duplo na linha Feita a l gica da linha basta associar endere os s instru es Estando o c digo finalizado e o devido driver do controlador configurado no RSLinx o usu rio pode conectar o computador ao CLP e realizar o download do programa para o controlador Ap s essa ltima etapa os dados do CLP podem ser monitorados e os ajustes finais realizados Nesta situa o o RSLogix ainda oferece diversas ferramentas como edi o online monitoramento de dados backups autom ticos e etc A edi o online permite a modifica o do c digo sem a parada do controlador processo e perda de estados O usu rio pode observar o comportamento do programa por meio dos arquivos Data Monitors e Graphical Monitors O primeiro permite visualizar o estado de dados selecionados pelo o usu rio e o segundo permite uma an lise mais detalhada por meio de gr ficos Outra ferramenta bastante utilizada em programas extensos a Cross Reference que permite encontrar outras ocorr ncias de um endere o selecionado dentro do programa 38 3 3 RSLogix Emulate 500 O RSLogix Emulate 500 um simulador da fam lia de controladores PLC 5 e SLC 500 da Allen B
89. is a convers o feita automaticamente ap s o fornecimento dos valores limites das escalas J a fun o SCL requer que o usu rio calcule um fator multiplicativo rate e um offset para realizar a mesma convers o As equa es 1 2 e 3 mostram o c lculo realizado para convers o de escalas de acordo com as vari veis apresentadas nos blocos da Figura 2 7 Source Rate Dest offset 1000 E Valor de escalamssimo Valor de escalay nimo 2 ME Ta 1 Mm Valor de entradamasimo Valor de entrada minimo offset Valor de escalay nimo Valor de entraday nimo Rate 3 28 Apesar da facilidade da fun o SCP a fun o SCL apresenta a vantagem de no caso do fornecimento dos par metros por endere amento utilizar menos espa o para armazenar os par metros Outra vantagem o tempo de execu o da fun o SCL que chega a ser 3 vezes menor que o tempo de execu o da fun o SCP 3 2 3 1 4 Instru es de compara o As instru es de compara o utilizam dois valores Source A e Source B para definir a continuidade de uma linha l gica Essas fun es podem ser comparadas com as fun es do tipo rel em um aspecto pois as duas s o utilizadas para testar os valores de entrada e definir uma a o a ser feita no fim da linha l gica sendo que as instru es do tipo rel testam bits de entrada e as instru es de compara o testam palavras de dados A Tabela 2 2 exibe as principais fun
90. is avan ado da fam lia MicroLogix Possui 16 entradas de 24 Vdc Sink Source 6 sa das a rel e 6 sa das por transistor ambas de 24 Vdc Oito da suas entradas e duas sa das suportam frequ ncias de at 20 kHz Suporta comunica o DF1 ou DH 485 Este CLP suporta cart es de expans o sem a necessidade de um rack Foram utilizados 4 cart es de expans o de entradas sa das um cart o sink source com 16 entradas dois cart es de sa da do tipo source com 16 pontos cada e um cart o com 32 sa das do tamb m do tipo source todos os cart es 24 Vdc Para comunica o com as c lulas de carga e o controlador do servo motor um cart o de comunica o DeviceNet modelo 17690 SDN utilizado Este cria uma imagem de dados no controlador de 266 palavras de entrada sendo 66 reservadas pelo scanner e 182 palavras de sa da sendo apenas 2 reservadas pelo scanner A figura mostra o controlador utilizado e os seus cart es de expans o Vale observa o n mero de cada slot para melhor compreens o do endere amento o controlador ocupa o slot 0 o scanner o slot 1 e assim por diante Figura 4 9 Controlador do caso refer ncia Fonte Ilustra o pr pria 49 4 2 Conclus es A apresenta o dos componentes de hardware utilizados em um sistema de automa o real importante para a familiariza o com os elementos sensores e atuadores comumente utilizados em solu es de automa o do mercado atual Al m disso a abordagem dos c
91. izado neste projeto OPC IHM j configurado ao lado esquerdo da tela de adi o de um novo t pico Figura 6 7 Adi o de um servidor OPC no software Factorytalk View ME ra FactoryTalk View Studio View Machine Edition Bale sleat EJ OPC Data Server Properties General Advanced OPC IHM IHM Emulate Name RSLinx Enterprise Description Computer hosting the server Server will be hosted on local computer O Server will be hosted on remote computer OPC Server name ProglD Goes Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME 6 3 2 Desenvolvimento gr fico da IHM Ap s todas as configura es feitas para estabelecer um ambiente de simula o de um projeto de automa o e possibilitar o acesso da IHM s vari veis simuladas iniciou se a etapa de desenho da interface gr fica O software Factorytalk View ME possui diversos objetos gr ficos que permitem ao usu rio final da aplica o uma opera o mais amig vel Uma IHM composta basicamente por telas que agrupam elementos gr ficos que manipulam 74 as vari veis do processo Para o completo entendimento do desenvolvimento do processo necess rio ter no es b sicas dos recursos gr ficos dispon veis no software Factorytalk View ME O primeiro elemento gr fico utilizado o display ou tela esse elemento que permite a cria o de diversos ambientes com informa
92. lmente s o utilizadas faltas do controlador para executar uma zona MCR permitindo a desenergiza o de uma parcela do programa em uma situa o de emerg ncia Apesar de todas as funcionalidades 31 descritas a instru o MCR n o substitui um rel de seguran a real para garantir a parada sem riscos de um equipamento As instru es TND e END determinam o fim de um ciclo de scan Por m a instru o TND utilizada com alguma condi o l gica atrelada para determinar um fim prematuro do ciclo de scan permitindo que em determinadas situa es uma parte do c digo n o seja verificada e o tempo de execu o seja manipulado de forma mais eficiente J a instru o END utilizada no final de um programa ladder para indicar o recome o do ciclo 2 4 Conclus es Nesta se o foi apresentada uma abordagem sobre os principais componentes de um CLP O conhecimento sobre as especifica es do controlador e suas expans es fundamental para iniciar se um estudo sobre programa o de CLPs e outros temas mais avan ados como redes industriais e sistemas supervis rios Al m das especifica es de hardware foram abordados as principais instru es e o funcionamento da linguagem ladder que a mais popular dentre as linguagens de controladores especificadas pela IEC 61131 3 O fato desta linguagem ser do tipo gr fica contribui para a populariza o desta linguagem entre usu rios que n o est o habituados ao uso de linguage
93. m compara o com o controle l gico realizado por pain is de rel s os CLPs apresentam diversas vantagens a Flexibilidade alterar a l gica de um processo muito mais simples em um CLP pois essa mudan a feita por meio de programa o J em um painel de rel s uma altera o l gica necessitaria de um recabeamento entre os componentes do painel e provavelmente novos equipamentos teriam que ser adquiridos b Custo dependendo da complexidade do processo a ser automatizado a instala o de sistema de CLP representa um menor investimento em compara o com pain is de rel s Isso justificado pelo menor n mero de componentes necess rios para um sistema de controlador l gico Tamb m como j foi citado futuras altera es representam um custo reduzido ou inexistente em sistemas com CLPs c Comunica o os CLPs possibilitam a comunica o com dispositivos de campo transmissores sensores interfaces homem m quina e etc e computadores por meio de diversos protocolos Essa caracter stica possibilita o supervisionamento do processo e opera o remota 2 1 Componentes de um CLP Um CLP composto basicamente por uma unidade de processamento CPU mem ria fonte e se o de entradas e sa das Esses componentes podem estar todos presentes em um nico bloco caracterizando um CLP compacto ou em m dulos separados caracterizando um CLP Modular 2 1 1 Fonte Esse componente respons vel pela convers o
94. me ando a contagem decrescente do valor m ximo de armazenamento Os contadores monitoram as transi es da linha do valor falso para o valor verdadeiro A fun o CTU faz um incremento do valor acumulado a cada borda de subida e a fun o CTD faz o decremento do valor acumulado na mesma situa o O contador mudar o estado do bit DN quando o valor acumulado for igual ou maior que o valor de preset Mesmo ap s o valor de preset ter sido alcan ado o valor acumulado ser alterado de acordo com as transi es da linha do contador As fun es CTD e CTU podem ser associadas a um mesmo elemento contador isto um contador pode ter um aumento e redu o do valor acumulado em um mesmo processo Um exemplo de aplica o para esta ltima situa o a automa o de um estacionamento onde um sensor de entrada acionaria a fun o CTU um sensor de sa da estaria associado a uma fun o CTD e o preset do contador seria o n mero m ximo de vagas do estacionamento Outra fun o que comumente utilizada com temporizadores e contadores a fun o reset RES Esta fun o reseta os bits de controle e o valor acumulado de contadores e 26 temporizadores Para o funcionamento adequado da fun o RES ela deve estar endere ada ao mesmo contador ou temporizador a ser resetado 2 3 1 3 Instru es Matem ticas A maioria das fun es matem ticas utiliza tr s par metros Source A Source B e Destination A opera o matem tica
95. mentos e softwares dessa parceria s o utilizados como demonstra o Isso comprova a popularidade destas desenvolvedoras indicando que o in cio do estudo de automa o com ferramentas desta parceria uma boa escolha Por fim o estudo do caso refer ncia mostrou que a programa o em ladder simples mas bastante repetitiva A utiliza o da linguagem gr fica apresenta vantagens como observa o do funcionamento e f cil solu o de problemas mas requerem solu es volumosas para algumas tarefas simples Tamb m importante destacar que apesar da f cil programa o os processos automatizados nesta linguagem geralmente apresentam muitas vari veis dependentes auxiliares o que exige mais aten o do programador 66 6 DESENVOLVIMENTO DE UMA INTERFACE HOMEM M QUINA PARA O CASO EM ESTUDO No desenvolvimento deste trabalho j foram abordados diversos conceitos necess rios para a implementa o de um projeto de automa o industrial entre eles est o as no es b sicas do hardware de um CLP programas necess rios para desenvolvimento de uma aplica o conhecimento de sensores atuadores e outros dispositivos necess rios para a automa o de uma maquina industrial por meio do estudo de um caso real e instru es e configura es de um programa desenvolvido com a linguagem ladder Por fim seguindo com a proposta deste trabalho de apresentar uma abordagem geral sobre as diversos conceitos e reas da automa o i
96. menu s o bot es de navega o A configura o desse tipo de objeto consiste no apontamento do arquivo display a ser carregado ap s o clique do bot o O painel de status da m quina conta com quatro figuras sobrepostas que s o controladas por visibilidade de acordo com uma das seguintes situa es m quina pronta para ser ligada m quina ligada interface sem comunica o com o CLP e estado de falha A Figura 6 16 demostra essa anima o aplicada no status da m quina A mensagem de falha varia de acordo com o alarme disparado na falha 86 Figura 6 16 Anima o painel de status da m quina Gf Maquina pronta A Falha Emerg ncia O M quina ligada Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME Ao clicar no bot o logout o usu rio alterado para default e a tela inicial exibida A sess o do usu rio tamb m finalizada no caso de cinco minutos de inatividade do operador 6 4 3 Dispensador de baldes A IHM desenvolvida conta com duas telas de configura o da esta o do dispensador de baldes disp_baldes1 e disp_baldes2 Essas telas contam com tabelas que permitem a exibi o dos par metros atuais de ajuste do dispensador de baldes de 3 quilos e 15 quilos Os valores mostrados nas duas telas tamb m podem ser diretamente alterados A Figura 6 17 e a Figura 6 18 mostram as telas citadas em execu o e seus par metros no momento da simula o Fi
97. na retirada dos baldes de uma pilha e inser o do mesmo na esteira de entrada da m quina A m quina possui um dispensador para envase do produto em baldes de 15 kg e dois dispensadores para baldes de 3 kg O controle dos dispensadores feito por elementos pneum ticos Para segurar a pilha de baldes s o utilizados cilindros pneum ticos seis pares em seis alturas 12 cilindros para baldes de 15 kg e um par em cinco alturas para baldes de 3 kg A Figura 4 2 mostra a esquerda o dispensador de baldes de 3kg em detalhe Al m do 43 sistema de freios da pilha de baldes outro mecanismo realiza a retirada do balde Esse sistema possui um par de freios que libera a retirada do balde da pilha Um par de cilindros pneum ticos com pin as retiram o balde da pilha Um cilindro na posi o vertical executa a descida do balde que solto na esteira ap s libera o de um segundo par de freios A Figura 4 2 ilustra este sistema a direita Figura 4 2 Dispensador de baldes a Fonte Ilustra o pr pria A segunda esta o da m quina a esteira de baldes a qual recebe os baldes do dispensador e envia os para a esta o de dosagem A esteira movimentada por um conjunto motor redutor sendo o motor el trico de 1730 rpm e 0 37 kW O motor controlado pelo inversor monof sico Altivar 31 da fabricante Telemecanique Um par de baldes enviado por vez para a esta o de dosagem devido a vaz o dos dosadores Para detec
98. ndo a condi o da linha do temporizador modificada para n vel alto J na fun o TOF a contagem do valor acumulado iniciada em uma transi o de n vel alto para n vel baixo A fun o RTO inicia a temporiza o de um evento quando a linha estiver energizada Por m quando a o n vel da linha retorna para o valor 0 o temporizador n o resetado e o valor acumulado permanece o mesmo Os contadores de baixa frequ ncia assim como os temporizadores possuem 3 palavras de 16 bits de dados e configura es sendo a segunda palavra respons vel pelo armazenamento do valor de preset e a terceira pelo valor acumulado Na primeira palavra de um contador s o utilizados pela fun o CTU os seguintes bits count up overflow OV DN e count up enable CU O bit CU ativado sempre que a condi o da linha do contador for verdadeira O bit OV setado quando o valor acumulado do contador ultrapassa o valor m ximo de armazenamento 32767 recome ando a contagem O bit DN utilizado nas fun es CTU e CTD e indica que o valor acumulado alcan ou o valor de preset A fun o CTD utiliza os bits count down CD e underflow UD da primeira palavra de configura o do contador O bit CD dependente da condi o l gica da linha do contador isto se a linha for verdadeira o bit estar em n vel l gico alto O bit UD indica que o valor acumulado foi decrementado al m do limite de armazenamento para valores negativos 32768 reco
99. ndustrial um ltimo t pico ser abordado interface homem m quina IHM As IHMs consistem no meio em que o usu rio controlar e supervisionar a aplica o de automa o A interface pode ser implementada por um conjunto de bot es chaves seletoras e sinaleiras ou por um complexo sistema de supervis o controle e aquisi o de dados SCADA O tipo de interface deve ser escolhido de acordo com o grau de complexidade da automa o aplicada o grau de controle permitido ao usu rio final a dist ncia entre o processo automatizado e o local de opera o entre outros fatores A IHM sem d vidas um elemento fundamental em um sistema automatizado pois permite controle total sobre a aplica o garantindo a praticidade liberdade e efici ncia do sistema implementado Al m desses fatores a IHM um fator decisivo na aceita o de um projeto de automa o pois a possibilidade da aproxima o do usu rio final com a programa o controle e configura o do sistema automatizado um atrativo e garantia de efici ncia da aplica o para o cliente Neste cap tulo ser detalhado o desenvolvimento e simula o de uma IHM que possibilita a configura o e opera o da m quina do caso em estudo 6 1 Apresenta o do Factorytalk View Os programas utilizados no decorrer deste trabalho j foram abordados no cap tulo 2 4 dessa tese Por m optou se por uma abordagem separada do software Factorytalk View devido maior utiliza
100. nfigura o do CLP riein eraa E he EE E E E E E E EEE E E E E A E E E 50 5 2 Configura o datede Device Nets jr sssese sie ieii cose ctundogeoessncead oi ay op EEEE REE E EATER busin NENESE EEEE EE Ee 51 5 2 1 Caracter sticas da rede DeviceNet ssscssssscssessesssscssesessessesessessesecsessesesesseseceeseseceessesecsesseseseesseseeeessesees 51 5 2 2 Configura o do caso em estudo ccccc cresc ser rrererereroncesene seco sens see aees aero ae ea an oa atoa noso neon no sado sado e cs ease cansa an a 52 5 3 Programa ladder do caso em estudo osese oono EEEn EEE E E EE aten EEEE ESEE nana nene arca es ienee seeen 54 5 3 1 Programa principal scsicssscsssssccssecscessasssacscseccetsasussoucadecscevesss sctesssssedaedussseuscesdvavessesssucsedsadvebecssesscsesdsdosdessovecasscdess 54 5 3 2 LAD 3 Freio da pilha de baldes scssccsscssssccscscscscsscsccssscssscsesesecssccsscesecsscssssscssscsssssessssssssesssessseeseeees 55 5 3 3 LAD 5 Dispensador de balde scsscscsccscccsscccscscscccscsesscssssssscsesesccsscesecesscsscesscssscssscssssssssssesesesssessseeseeeee 55 5 3 4 LAD 8 Contagem de produ o sesseseesoesessessesoossescssossessossesoessescesossessossesoessesoesossessossesosssssossossessossesosssesoss 56 5 3 5 LAD 9 Pesa gem issisecsccessessonssesscesssdsassndesscessessesasancesecesvedooasovassteccasscasoussesnsusssaesavasasedssessasasvas Va E aa dead da dias 57 5 3 6 LAD 1
101. nly Memory International Electrotechnical Commission Examine if closed Examine if open Output energize Output latch Timer on delay Retentive timer on delay Timer of delay Count up Count down Enable Done Timer timing Controller Area Network Open DeviceNet Vendors Association Terminating Resistor Interface homem m quina OLE for Process Control Dynamic Data Exchange SUM RIO MODINE RODD AO DE E SD easarconsenee 13 1 1 Justificativardo trabalho sx esposa cestiaa coecd spa seswewed a oes teases CID I a seta rss ba USD coches AA EEE aS 14 1 2 Objetivos do trabalho s is ss rsss csisastetias obs rara ea aa ae raa a E ces lveaabes Dao cb GS leds cb EREE a PEDI SOR abs SEEE dada aspas dest 14 1 3 Composi o do trabalho ii esee ioes issaraen spens eeaeee Esseet deeri Ep nE E oara SEESE STe Eke Seia da s nada an pesa pa SD aids 14 2 CONTROLADORES L GICOS PROGRAM VEIS ssssssssssssesssssssessscesnesscesnsesscesnsesesesnsesesesnseeees 16 2 1 Componentes deun CLP opteren ean eaaa e doa qu ES NTS Eee bo EE SES E Ea 17 PAE E A E PERIE A PDS DESDE T E A ER E T 17 DZ CRU o sora icon io so oo ES AN saat ER ER Seb SEAE RE RE AT A 17 2 1 3 MEM FIA EEA E EE E TI E I T E T ss ua Sed dos T E sda do I duda dose S la dass va do Seat san de dia das 18 2 1 4 M dulos de Entrada Sa da ssssssscsssssscsssssessssessesecsessssecsessesecsessesessessesecsesesecsessesesessesessessesessessesecneseesees 18 2 2 Execu o do PrOBram
102. no caso em estudo pode facilmente ser dividida em esta es O mesmo princ pio utilizado no desenvolvimento do arquivo ladder principal isto o c digo do projeto foi dividido em diversas sub rotinas para otimizar a execu o Neste primeiro arquivo ladder bom ressaltar a import ncia da utiliza o de s mbolos para os dados utilizados no projeto A utiliza o de s mbolos consiste em nomear as vari veis para que um endere o possa ser referenciado pelo nome escolhido A defini o de s mbolos facilita bastante o desenvolvimento do projeto No projeto do caso em estudo tanto as vari veis de entrada e sa da f sicas como os par metros internos est o devidamente referenciados Uma tabela com a descri o das entradas em sa da apresentada no Anexo A Al m da chamada de todas as sub rotinas do projeto o arquivo ladder n mero 2 define a vari vel interna B3 1 11 que determina se a m quina est em um estado pronto para opera o A m quina defina como pronta para funcionar quando n o houver a ocorr ncia de nenhum alarme o servo motor estiver referenciado e houver a aus ncia do comando de Clean 55 in Place CIP CIP um termo bastante utilizando na ind stria aliment cia que consiste na limpeza da m quina durante a troca do produto a ser envasado Estando a m quina no estado pronto para operar a m quina pode ser ligada pela botoeira de partida intertravada com a botoeira de parada O fluxograma ajuda a e
103. ns de programa o textuais de alto n vel 32 3 PROGRAMAS UTILIZADOS O caso de automa o estudado neste trabalho utiliza componentes da fabricante Allen Bradley Por isso nesta se o ser o discutidas as ferramentas computacionais da desenvolvedora Rockwell Automation que foram utilizadas no desenvolvimento deste trabalho Ser o apresentadas as interfaces e principais fun es de cada software utilizado 3 1 RSLinx O RSLinx um software desenvolvido pela Rockwell Automation Esse aplicativo respons vel pelo estabelecimento da comunica o entre softwares da Rockwell e dispositivos da Allen Bradley Esse programa fornece drivers para diversos protocolos de comunica o utilizados por dispositivos de automa o possibilitando a leitura e escrita dos programas ladder por computadores pessoais A tela do RSLinx bem simples e intuitiva sendo composta por um menu barra de ferramentas com as principais funcionalidades e a janela principal RSWho A Figura 3 1 ilustra a tela inicial do aplicativo Figura 3 1 Tela Inicial do software RSLinx ss File Edit View Communications Station DDE OPC Security Window Help 5 1 Bile X E Workstation MATHEUS VAIO H a Linx Gateways Ethernet bd 00 Workstation MATHEUS VAIO 1500TEST J 01 MicroLogix 1500 LRP 1500TEST Browsing network For Help press F1 11 30 13 10 57 AM Fonte Ilustra o pr pria obtida com aux lio do softw
104. nto e dimensionamento s o muito simples muitas vezes essas configura es tem que ser realizadas manualmente de acordo com os valores de posi o e dimens o mostrados na barra de status 6 2 Montagem do servidor e ambiente de simula o Para desenvolver e testar a IHM necess rio que a mesma esteja conectada com a fonte de vari veis que ser o monitoradas e manipuladas Como n o era poss vel ter acesso a aplica o real para desenvolvimento e teste da IHM a solu o encontrada foi a simula o da aplica o do caso em estudo A simula o que foi utilizada para estudo do programa abordado no cap tulo 4 2 s necessitou de um link de comunica o para integra o com a IHM desenvolvida Para montar o ambiente de simula o foram utilizados quatro softwares RSLogix Emulate 500 RSLogix 500 Factorytalk View e RSLinx A Figura 6 2 esclarece a rela o e funcionalidade de cada ferramenta computacional no desenvolvimento da interface Figura 6 2 Rela o entre os softwares utilizados Download do RSLogix Emulate 500 Simula um controlador permitindo a execu o do c digo ladder programa parao CLP virtual RSLogix 500 Programa utilizado para editar o c digo Factorytalk View Desenvolvimento e simula o da interface ladder p Acesso aos dados via t pico OPC RSLinx Realizao link entre os demais softwares Fonte Ilustra o pr pria 69 O software RSLogix Em
105. o do operador s o aqueles que n o requisitam um conhecimento t cnico sobre o desenvolvimento do c digo ladder da aplica o Est o dispon veis para modifica o os tempos de espera para ligar ou desligar as tr s esteiras da m quina tempo para ligar o dispensador de baldes e ajuste do clock do temporizador c clico virtual do dispensador de baldes 6 4 6 Displays de ajuste dos par metros de pesagem O ajuste dos par metros das quatro c lulas de carga da m quina de envase automatizada foi por meio de duas telas O primeiro display dispon vel para ajuste das configura es da esta o de pesagem foi nomeado disp pesagem Nesta tela encontram se uns dos par metros mais importantes para o ajuste do operador da m quina os valores alvos das pesagens das quatro c lulas de carga da m quina O display segue o padr o implementado nas telas de configura es da IHM isto apresenta os par metros ajust veis por meio de uma tabela A Figura 6 24 mostra o display citado durante simula o 92 Figura 6 24 Tela disp pesagem da aplica o desenvolvida a 0X 3 6 2014 apita Ir para o skd IHM M quina de envase menu 21 14 14 Setpoints Pesagem 15 Kg 3 Kg Balan a 1 14510 2650 Balan a 2 13540 2580 Balan a 3 13520 2500 Balan a 4 13770 2470 Peso de antecipa o 450 0 gt Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME Diferentemente
106. o do software RSLogix 500 Temporizadores e contadores possuem dois par metros comuns acumulated value ACC e preset value PRE No temporizador o valor acumulado representa o n mero de intervalos base que foram contados e no contador o ACC registra o n mero de transi es de subida ou descida que ocorreram na linha O preset um valor alvo para estas fun es isto quando o valor acumulado for maior ou igual ao preset o bit done DN ativado O par metro time base determina a dura o em segundos de um intervalo base No software RSLogix 500 por padr o os temporizadores s o indexados em um arquivo T4 Cada elemento temporizador possui 3 palavras de 16 bits com par metros de configura o sendo a segunda palavra equivalente ao valor PRE e a terceira ao valor ACC Na primeira palavra est o dispon veis tr s bits para o usu rio enable EN timer timing TT e o DN O bit EN indica que a linha do temporizador verdadeira O bit TT indica que o temporizador est contando isto o valor acumulado est sendo modificado e o bit DN n o foi setado J o bit DN indica que o valor de preset foi alcan ado Esses tr s bits podem ser associados a instru es XIC ou XIO para manipula o de sa das 25 As fun es TON e TOF n o possuem reten o fazendo com que a palavra ACC seja resetada quando a condi o da linha n o atinge os requisitos para temporiza o Na fun o TON a temporiza o iniciada qua
107. o m dulo os quais normalmente s o do tipo rel transistor ou TRIAC 2 Os m dulos de entrada sa da discretos tamb m podem ser classificados como consumidores sinking ou fornecedores sourcing de corrente Essa caracteristica esta relacionada com o fluxo de corrente adequado para o funcionamento do circuito de entrada ou sa da De acordo com a especifica o do m dulo e dos dispositivos de campo definida a polaridade da fonte cont nua que deve ser ligada ao terminal comum do m dulo do controlador m dulos consumidores de corrente t m seu terminal comum conectado com a polaridade negativa da fonte e os fornecedores possuem comum conectado a polaridade positiva da fonte Figura 2 2 Liga es de entradas sink source Sinking input module Sourcing sensor Sourcing input module Sinking sensor 20 Power supply Current Current Fonte Petruzella 2010 p 26 Fora as especifica es j citadas para m dulos discretos os seguintes itens tamb m s o fundamentais na escolha do m dulo adequado para o processo a Tens o de entrada especifica qual a magnitude e tipo de tens o a ser aplicada no m dulo de entrada b N mero de entrada sa das determina o n mero m ximo de dispositivos que podem ser ligados ao m dulo M dulos de alta densidade podem possuir 32 ou 64 entradas sa das Esse m dulo possui a vantagem de agrupar v rios dispositivos em um nico slot mas
108. omponentes da m quina envasadora estudada a base para a compreens o e simula o da l gica implementada via programa o em ladder que ser discutida nos cap tulos seguintes Para a defini o das fun es e par metros controlados pela a IHM desenvolvida neste trabalho a apresenta o do hardware utilizado no caso em estudo de grande contribui o 50 5 L GICA DO CASO ESTUDADO Conhecido os componentes de hardware a teoria de programa o em ladder e os softwares necess rios para implementa o de um projeto de automa o poss vel analisar e reproduzir as solu es de programa o utilizadas no desenvolvimento do caso refer ncia O programa em funcionamento no caso em estudo possui 25 arquivos de programas ladder Por isso a an lise de cada programa implementado tornaria o trabalho muito extenso e repetitivo pois como j foi visto no cap tulo anterior a m quina pode rodar com dois tipos de balde resultando em sub rotinas duplicadas com par metros diferentes mas com o mesmo princ pio de funcionamento Assim optou se pela an lise da l gica implementada em rotinas que visam o funcionamento da m quina com baldes de 15 kg 5 1 Configura o do CLP Um dos primeiros procedimentos a ser executado durante o desenvolvimento de um projeto de automa o a configura o do CLP pois preciso testar o seu funcionamento e reconhecer os cart es conectados para ficar ciente de quais endere os ser o utiliz
109. or isso o software Fatorytalk View conta com ferramentas capazes de definir os tipos de usu rios que ir o interagir com a interface e quais os elementos do projeto est o associados a cada tipo de usu rio O primeiro passo para configurar um sistema de seguran a criar os usu rios e grupos no sistema da aplica o Para isso na pasta System subpasta User and Groups podem ser adicionados novos usu rios O nome do usu rio uma informa o obrigat ria Como informa es opcionais pode ser informada uma senha ou selecionar uma op o que permita que o usu rio defina sua senha em seu primeiro login Para facilitar a configura o do n vel de acesso em sistema com muitos usu rios pode se optar pela utiliza o de grupos Desta forma os n veis de acesso podem ser definidos para um grupo de usu rios que t m o mesmo n vel de acessibilidade ao inv s de configurar o acesso para cada usu rio Os grupos s o configurados na mesma pasta System com o nome do grupo descri o e membros participantes Por padr o um projeto de interface no Factorytalk View j conta com um usu rio DEFAULT tem acesso aos elementos que n o necessitam de nenhum n vel de seguran a Por isso no projeto desenvolvido s foi adicionado mais um usu rio o operador 81 Ap s a cria o dos usu rios e grupos deve se configurar quais privil gios cada usu rio ter Para isto utiliza se a ferramenta Runtime Security Os n veis de acesso do
110. or uma solu o por comando do CLP com boa precis o e configura o mais simples A Tabela 5 3 mostra os par metros da c lula de carga que podem ser modificados Tabela 5 3 Par metros da c lula de carga via DeviceNet Dados de entrada Byte Parte da palavra Descri o 0 IMD value 2 1 Menos significativa MSV value measured value 2 MSV value measured value 3 MSV value measured value 4 Mais significativa MSV value measured value 5 Menos significativa MSV status measurement 58 status MSV status measurement status 7 Menos significativa FRS value dosing result 6 Mais significativa 8 FRS value dosing result 9 FRS value dosing result 10 Mais significativa FRS value dosing result 11 Menos significativa FRS status dosing status 12 Mais significativa FRS status dosing status Dados de Sa da Byte Bit Descri o TAR Tare TAS Gross net selection CSN Clear dosing result RUN Start dosing process BRK End dosing process CTR Clear trigger result CDL Zeroing CPV Clear peak value Reserved Reserved Output 1 desired state Output 2 desired state Output 3 desired state Output 4 desired state Output 5 desired state 7 Output 6 desired state Fonte Tabela pr pria com dados de 13 O UA UWwU NH ON DWM HWN FP O Ap s a configura o dos pesos objetivos para cada tipo de balde o programa verifica se h baldes na esteira do dosador por meio
111. os baldes Assim como as pilhas de baldes a pilha de tampas possui freios em diversas alturas para segurar as tampas 6 pares de cilindros pneum ticos compactos em 6 alturas para tampas de 15 kg e 4 pares e 4 alturas para tampas de 3 kg A Figura 4 6 mostra uma vis o geral da esta o do dispensador de tampas trabalhando com envase do produto em baldes de 3 kg 46 Figura 4 6 Dispensador de tampas Fonte Ilustra o pr pria O sistema que realiza a retirada das tampas e posicionamento das mesmas nos baldes tamb m pode ser observado na Figura 4 6 A retirada da tampa feita por uma ventosa ligada a um sistema de v cuo Ao prender a tampa e iniciar a descida o bra o mec nico girado em 180 graus por um atuador pneum tico girat rio Por fim a ventosa libera a tampa ao alcan ar o balde Como a altura em que as tampas s o puxadas e a altura em que as tampas s o liberadas varia de acordo com o tamanho do balde o sistema de subida e descida do bra o girat rio controlado por um sistema de servoacionamento O motor possui encoder incremental pr prio e controlado pelo servo drive MOVIDRIVE MDX61B Ambos s o fabricados pela SEW Eurodrive Este servo drive juntamente com a interface DFD11B permite o controle do servo motor via rede DeviceNet por um CLP Durante a descri o do hardware da m quina em estudo v rios atuadores pneum ticos foram mostrados O acionamento de todos esses componentes controlado por um
112. os no desenvolvimento de uma interface Al m disso s o apresentados os resultados obtidos com a simula o da IHM desenvolvida Por fim apesar de cada cap tulo conter uma conclus o especifica do seu tema abordado o ltimo cap tulo apresenta uma conclus o geral do trabalho destacando as dificuldades enfrentadas pontos positivos e negativos e sugest es para trabalhos futuros 2 CONTROLADORES L GICOS PROGRAM VEIS Os controladores l gicos program veis s o dispositivos amplamente utilizados em plantas industriais que desempenham fun es de controle de processos A principal diferen a entre um CLP e um computador pessoal a robustez Esses controladores s o projetados para suportar altas varia es de temperatura ru dos el tricos impactos mec nicos e vibra o isto caracter sticas encontradas em ambientes industriais e impr prias para o bom funcionamento de um computador comum Antes de desenvolvimento do CLP o controle de processos industriais era feito por pain is de rel Com esta tecnologia qualquer altera o na l gica de um processo significava uma grande perda temporal e econ mica Esta dificuldade era constantemente enfrentada pela ind stria automobil stica que necessitava de uma linha de produ o altamente automatizada Diante desse contexto o CLP foi desenvolvido em 1968 pela General Motors possibilitando maior flexibilidade e agilidade na altera o do controle de processos industriais 2 E
113. ossesoossesoesossessossesoossesoesoesessossessessesose 72 6 3 2 Desenvolvimento gr fico da THM csssscssssscscssscssscesssssssssccsessccsscsessscsessssesessncsessecsscsessssscsssssessecssssessscsoes 73 6 3 3 Configura o de tags 605i 5a ccssiesecdconscasssacdunsesscasessoosevasusesowassadcgaveesssasessseeedensdenesasseaeasvesased seas Sae o ran ea narsos isois 76 6 3 4 Configura o de alarmes e eeseesessossescosseseosossessossesoesseseososseosossesoesseseesossessossesoesseseesoeseesossesoossesoessesessossessessesoss 79 6 3 5 Seguran a macros e Global Connections ccceesrrerrrsrreseroserssersserocees ares ares at oo mese noso do soda dose cs ec see anta an da 80 6 4 Resultados e funcionamento da THM rice reeereeeaeeeeaneareeeaaeeree nana eeaaneaee nano anca nano ee aaneareeenaeenaana 83 6 4 1 Display inicial ccississscsccsecendsssvassssasesssdscseasesessenssseussassssaseasssscseasdecscasssesssassssasssessscevasesessvassscessasescesessesecssesesenee 83 6 4 2 Display MENU sssrini rss essre sas oss ior rS rsss ra Soo Ss so S SSE ns so esso iosia 85 6 4 3 Dispensador de baldes ssssssssisssrssssssssscsssssosisiossocesssosssosscesnoesrosss sisie sosoo sosto serons siseses sesoses boss s sb ao 86 6 4 4 Dispensador de tampas cesecssr rsss rerrrecrrecrer ore ereoneoone sono sad sad seas aa aaa aa toca ea area atoa no sono sado sado sado nas nas aee an tas 88 6 4 5 Display de ajuste de tempori
114. paradamente via RSNetWorx Por fim via software RSNetWorx o scanner deve ser especificado para o slot 1 e plataforma MicroLogix palavras de 16 bits Os dispositivos devem ser habilitados na aba scanlist e nas abas input e output a op o automap deve ser utilizada resultando na 54 configura o final de 12 bytes de entrada do servo drive 13 bytes de entrada para cada balan a 12 bytes de sa da do servo drive e 2 bytes de sa da para cada balan a todas com tipo de comunica o polled A figura mostra a configura o final da rede com o endere o de cada dispositivo Figura 5 4 Rede do caso em estudo configurada via RSNetWorx 1769 SDN despensador de balan a 04 balan a 03 balan a 02 balan a 01 1770 KFD Scanner tampas RS232 Interface Module 01 02 03 04 05 00 A J Fonte Ilustra o pr pria obtida com aux lio do software RSNetWorx 5 3 Programa ladder do caso em estudo Como j foi mencionado alguns arquivos de programas ladder n o ser o analisados devido a semelhan a com outros arquivos do projeto Por exemplo o c digo desenvolvido para o controle do dispensador de baldes de 15 kg muito semelhante ao c digo do dispensador de baldes de 3 kg importante ressaltar que a sequ ncia seguida pelos t picos terci rios deste cap tulo a mesma sequ ncia de scan dos arquivos ladder do projeto estudado 5 3 1 Programa principal Como foi visto no Cap tulo 3 a m quina apresentada
115. r implementado cada um dos quatro atuadores pneum ticos acionado dentro de uma faixa de um ngulo virtual isto correspondem uma came do temporizador c clico virtualizado Portanto os valores exibidos nas tabelas dos displays do dispensador de baldes correspondem um ngulo que varia de O 360 graus Nas telas mostradas cada atuador pneum tico do dispensador de baldes pode ter o seu limite inferior e superior de ngulo virtual modificados possibilitando que o operador ajuste durante qual per odo de um ciclo do dispensador de baldes cada atuador pneum tico ficar acionado 88 Figura 6 19 Detalhe dos atuadores do dispensador de baldes Fonte Ilustra o pr pria 6 4 4 Dispensador de tampas Assim como os displays de configura o do dispensador de baldes a esta o do dispensador de tampas conta com duas telas de configura o dos seus par metros disp tampasl e disp tampas2 A Figura 6 20 e a Figura 6 21 mostram as telas desenvolvidas em funcionamento durante uma simula o Assim como no dispensador de baldes as telas s o compostas por tabelas desenhadas manualmente isto cada linha fundo e texto das tabelas tiveram que ser desenhados a partir de figuras b sicas como ret ngulos e linhas pois o software Factorytalk View n o conta com um elemento de tabela que permita apenas a edi o dos conte dos de cada c lula Os valores mostrados s o edit veis a partir de um toque na tela ou
116. radley Com este software pode se testar um projeto com as condi es pr ximas da situa o real que o controlador ir enfrentar Observa es de partes espec ficas do c digo desenvolvido e solu o de problemas podem ser feitas com as facilidades oferecidas pelas simula es Dentre os softwares utilizados nesse trabalho o programa de simula o de controladores Allen Bradley o mais simples As informa es exibidas na tela principal do programa s o quase inexistentes e a configura o pode ser feita em um nico passo A Figura 3 5 mostra os dois principais ambientes utilizados no Emulate 500 a tela principal e a janela de configura o do controlador simulado A tela principal composta apenas de uma barra de menu e uma barra de cones Na barra de cones h uma caixa de listagem com os processadores simulados e bot es para sele o do modo de opera o dos controladores O software permite a sele o de 5 modos a RUN coloca o controlador virtual em opera o b HLT o modo halt finaliza a simula o do controlador c TST o modo Single File Scan realiza uma execu o de um arquivo ladder d ONE o modo One Rung Scan realiza uma execu o de uma linha l gica e SCN o modo Single Scan executa um ciclo de scan e para Figura 3 5 Tela principal e janela de configura o do software RSLogix Emulate 500 FE RSLogix Emulate500 C USERS MATHEUS GME INSTALACOES E File Settings Ladder Help
117. rine vin Nasini N d balan a 03 balan a 02 balan a 01 gt m IH lt 4 gt M Graph Spreadsheet Master Slave Config 2 GB A J Message Code Date Description A DNET 000B 01 1 The device at address 01 is not registered on this computer A DNET 0020 01 1 The device at address 05 has been redefined to use a different applet Since the dey 7 4 w Ready Offline I Fonte Ilustra o pr pria obtida com aux lio do software RSNetWorx Para configurar uma rede DeviceNet pelo software RSNetWox um novo arquivo deve ser criado no software O segundo passo o comissionamento dos componentes pertencentes a rede isto os par metros b sicos como n e baud rate devem ser configurados nos pr prios dispositivos pois muitos dispositivos vem configurado com o mesmo n padr o impedindo que eles sejam lidos pelo RSNetWox 41 Em seguida com o driver de comunica o devidamente configurado o usu rio pode realizar um upload do estado atual da rede Neste ponto os dispositivos j podem ser configurados diretamente no software Na janela propriedades de um dispositivo podem ser feitas diversas configura es como endere o do arquivo descri o edi o de par metros dados de entrada e sa da importan
118. s que se alterem de acordo com o status observado em um processo Nas ltimas etapas do desenvolvimento gr fico da IHM entre em a o as anima es isto ap s adicionar se uma imagem para cada status de uma determinada vari vel interessante que apenas a imagem associada ao estado atual seja mostrada Cada elemento inserido em uma tela possui diversas op es de anima o como visibilidade rota o preenchimento cor entre outros A principal anima o utilizada neste projeto de interface foi a visibilidade Com essa anima o poss vel tornar um objeta invis vel durante a execu o da interface de acordo com o valor de uma vari vel monitorada 76 Na configura o de uma anima o uma vari vel deve ser atribu da com ou sem uma express o Em seguida escolhido se o elemento ser vis vel quando a express o for verdadeira ou falsa A mostra v rias imagens sobrepostas ao lado da sua respectiva janela de configura o de anima es Pode se ver que uma express o l gica est associada a diversas tags que definem a visualiza o de apenas uma imagem durante a execu o da IHM Figura 6 9 Configura o da visibilidade de um elemento I lolx Animation Vertical Position Horizontal Slider Vertical Slider OLE Verb Height Horizontal Position paro roda pia Expression ppp E If OPCIHM B3 30 0 1 or A Tags 7 TO a OPCIHM B3 30 1 1 or r L VN
119. s um mesmo fabricante utiliza v rios programas chegando a apresentar mais de duas ferramentas para a mesma tarefa Apesar da populariza o do conceito de interoperabilidade com padroniza o de linguagens e protocolos de comunica o abertos cada fabricante ainda apresenta sua pr pria solu o para o comunica o e programa o por exemplo Isto sem d vidas dificulta a linha de aprendizado do usu rio j que tem que ser feita a troca de software para realizar outra tarefa e para uma mesma tarefa tem que ser feitas adapta es de um fabricante para outro 42 4 HARDWARE DO CASO ESTUDADO 4 1 Componentes do sistema de automa o do caso estudado O sistema de automa o considerado neste trabalho consiste em uma m quina envasadora dosadora de baldes que permite a dosagem e envase de uma linha de produ o de margarina De forma simplificada o funcionamento da m quina pode ser resumido na inser o de baldes em uma esteira transfer ncia dos mesmos para uma segunda esteira onde o produto ser dosado e envio para uma esteira de sa da onde os baldes com o produto ser o tampados A m quina pode ser dividida em quatro esta es de trabalho dispensador de baldes esteira de baldes dosagem e esteira de sa da A Figura 4 1 mostra uma vis o real da m quina Figura 4 1 Vis o geral da m quina de envase Fonte Ilustra o pr pria O dispensador de balde o ponto inicial do processo Esta esta o consiste
120. sagem Fonte Ilustra o pr pria 45 A pesagem dos baldes realizada pela c lula de carga modelo PW15AHC3 com capacidade nominal de 20 kg da fabricante HBM Figura 4 5 O princ pio de funcionamento baseado na varia o de resist ncia de acordo com a press o na qual a c lula submetida e uma ponte de Wheatstone utilizada para gera o de um sinal el trico proporcional ao peso Em conjunto com a c lula de carga um transdutor eletr nico utilizado para leitura do sinal da mesma e conex o com um barramento de comunica o CANopen ou DeviceNet O modelo do transdutor utilizado o AED 9401A do mesmo fabricante HBM A Figura 4 5 mostra a c lula de carga utilizada com um esquema de aplica o parecido com o utilizado no processo Figura 4 5 C lula de carga modelo PW15AH e esquema de aplica o Fonte Datasheet da c lula de carga PW15AH 8 com adapta es A ltima esta o de trabalho da m quina a esteira de sa da Esta esteira movimentada por um conjunto motor redutor igual ao da esteira de baldes e o controle tamb m feito pelo mesmo inversor A esteira possui dois pontos de parada que s o utilizados de acordo com o tamanho do balde que est sendo utilizado para envase Os pontos de paradas ficam logo abaixo dos dispensadores de tampas Cada posi o de parada detectada por um sensor fotoel trico de reflex o difusa que disparam o levantamento pneum tico das barreiras que freiam
121. sclarecer a execu o do programa ladder principal Figura 5 5 Fluxograma programa ladder principal Sim y M quina pronta para Inicio Progrma Chamadas das Algum alarme sed H p N o operar aguardando Principal subrotinas O acionado d i A sinal de partida Fonte Ilustra o pr pria 5 3 2 LAD 3 Freio da pilha de baldes Neste arquivo realizado o controle dos freios pilha de baldes O freio da pilha de baldes devem trabalhar em conjunto com o sistema que puxa os baldes da pilha Por isso o in cio do ciclo depende da vari vel cames 00 vinda do processo do dispensador de baldes Primeiramente para iniciar os ciclos do dispensador de baldes o sistema dispensador de baldes de estar ligado e em modo manual ambas entradas definas pelo painel de opera o Estando estas duas condi es verdadeiras a vari vel CAMES 00 15K que indica o in cio de cada ciclo do dispensador de baldes gera um pulso de subida por meio da fun o ONS que incrementa o n mero de ciclos do sistema de freios por meio de uma instru o de adi o Quando o n mero de ciclos for maior que 2 o sistema de freios ser acionado e o n mero de ciclos zerado Tr s temporizadores em cascata contam 1 segundo cada Durante o primeiro segundo o freio inferior deve ser liberado No 2 segundo o freio superior liberado e ap s o terceiro segundo vari vel que libera o acionamento do ciclo de freios resetada 5 3 3 LAD 5
122. ser encontrada uma brecha de seguran a isto a tela informada por meio do seu n mero pela tag de controle remoto ser exibida independente do seu n vel de seguran a e do usu rio logado Quando um valor diferente de zero informado a conex o de controle remoto de tela o usu rio local perde o controle sobre a navega o da interface isto quando um valor informado conex o citada a navega o entre telas passa a ser exclusivamente remota at o retorno da conex o ao valor zero Assim foi atribu da a tag tela conex o Remote Display Number Por m era necess rio criar uma forma de controle desta vari vel interna pois ela deveria controlar a navega o somente durante o logon do usu rio e em seguida devolver o controle de telas ao usu rio j autenticado Para alcan ar este objetivo foi necess ria a utiliza o de macros Uma macro uma lista de defini es de tags que executada eventualmente isto diversas a es da IHM permitem a associa o de um macro resultando na defini o de uma lista de valores ap s a ocorr ncia de um evento startup da aplica o por exemplo Ao criar uma macro o usu rio pode informar uma lista de tags e suas respectivas express es ou valores Em seguida esse arquivo pode ser executado em diversas situa es de uma aplica o do software Factorytalk View como inicializa o da interface inicializa o de uma tela logon de um usu rio entre outros Par
123. sibilita criar copiar ou apagar um t pico DDE OPC OLE for Process Control um padr o de comunica o desenvolvido pela OPC Foundadion da qual muitas fabricantes de dispositivos de automa o participam que permite que dispositivos do ch o de f brica se comuniquem com aplica es do ambiente Windows Dynamic Data Exchange um protocolo de comunica o padr o entre aplicativos executados no sistema Windows O DDE permite a troca de dados entre dois programas A cria o de um t pico 34 DDE OPC no RSLinx permite que sistemas supervis rios acessem e modifiquem informa es dos controladores l gicos 3 2 RSLogix 500 O RSLogix 500 o software utilizado para o desenvolvimento de programas ladder dos controladores SLC 500 e Micrologix da Allen Bradley A Rockwell Automation conta com outros dois compiladores ladder RSLogix 5000 utilizado para programar CLPs ControlLogix e o RSLogix 5 que utilizado com os controladores PLC 5 da Allen Bradley Neste trabalho o compilador utilizado foi o RSLogix 500 A Figura 3 3 mostra a tela principal do software RSLogix 500 Figura 3 3 Tela principal do software RSLogix 500 F RSLogix 500 Pro TESTE File Edit View Search Comms Tools Window Help OSES Xe ocho qJaRApRaASO SF Aww TERRE D Driver Teste Node 3d User A Bit Timer Counter Input Output Compare y Project Help E Controller i Controller Properties D Proce
124. sparo de algum gatilho A Figura 6 11 mostra a tela de configura o dos alarmes onde poss vel observar as mensagens definidas e o valor de disparado para cada gatilho importante ressaltar que para o funcionamento de todas essas defini es de alarmes realizadas deve ser marcada a caixa de sele o Alarms no arquivo de configura o Startup encontrado na rea de navega o 80 Figura 6 11 Editor de alarmes do software Factorytalk View ME E Alarm Setup IHM Emulate Triggers Messages Advanced Trigger filter lt none gt Sort by lt none gt Alarm messages Trigger Trigger value Message falarmest LM EMERGE M quina em estado de emerg ncia OPCIHM B3 30 0 Quebra de v cuo na esta o de tampas OPCIHM B3 30 2 Falta de balde na balan a 1 ou 2 OPCIHM B3 30 3 Falta de balde na balan a 3 ou 4 fu OPCIHM B3 30 4H Falta de ar comprimido OPCIHM B3 30 12 Falha servomotor da esta o de tampas lt Unassigned gt Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME 6 3 5 Seguranca macros e Global Connections O ponto final do desenvolvimento da interface simulada neste trabalho se deu na cria o de um sistema de seguran a Uma interface que permite a altera o dos par metros mais importantes de uma m quina ou processo n o pode permitir o acesso de qualquer usu rio Esse limite de acessibilidade muito comum na utiliza o de IHMs P
125. ssor Status 3 Function Files MUI 10 Configuration E bis Channel Configuration E Program Files SYS0 Cross Reference E 00 output FMs mmr No Errors lt gt Verify Results Search Results E gt For Help press FL 2 0000 APP READ Disa Fonte Ilustra o pr pria obtida com aux lio do software RSLogix 500 A tela principal do programa conta com o menu de onde poss vel acessar todas as fun es e configura es do programa Ainda na parte superior h uma barra de cones com acesso direto s principais fun es edi o compila o e busca Abaixo da barra de cones 35 temos uma caixa com informa es de comunica o e a caixa de instru es A caixa de comunica o exibe o modo de opera o atual do controlador a exist ncia bits for ados o driver utilizado e o n do equipamento J a caixa de instru es disponibiliza os principais elementos do c digo ladder organizados em abas de acordo com suas fun es No canto esquerdo os componentes do projeto em desenvolvimento como arquivos do controlador e m dulos programas ladder e arquivos de dados s o exibidos em uma disposi o em rvore Ao lado dos arquivos de projeto est a tela de programa o em ladder onde o c digo do controlador ser desenvolvido Na parte inferior da janela est a divis ria de resultados que mostra erros de compila o e ocorr ncias de buscas
126. st apontado na figura o ambiente de desenvolvimento deste software apresenta uma barra de menu no topo da tela que d acesso completo s ferramentas do programa Logo abaixo uma barra de ferramentas possibilita acesso direto aos recursos mais utiliz veis Essa barra configur vel e permite a adi o de elementos de acordo com a necessidade do programador pois poss vel configurar acesso direto aos elementos gr ficos ferramentas de posicionamento e diversos outros grupos de objetos A janela de explora o permite lista e possibilita acesso aos diversos elementos da IHM desenvolvida ou seja este ambiente um gerenciador dos objetos da interface Nela poss vel acessar as configura es do sistema tags da interface telas criadas biblietoca de imagens configura es de alarmes macros e diversos recursos que ser o abordados do decorrer deste cap tulo Ao lado da janela de explora o est ou workspace ou ambiente de 68 trabalho nesta se o do software que qualquer tipo de configura o feita Na parte inferior do software est o a janela de diagn stico e a barra de status Na janela de diagn stico poss vel acompanhar todos os eventos que ocorrem na edi o e teste da IHM como vari veis alteradas elementos criados opera es realizadas entre outros A barra de status mostra se fundamental para a defini o da clareza e consist ncia da IHM pois como as ferramentas de alinhamento posicioname
127. tar a posi o dos baldes na esteira 4 sensores fotoel tricos de reflex o difusa s o utilizados Esses sensores s o colocados em uma posi o que permite identificar se os baldes est o prontos para serem enviados para a esta o de dosagem Juntamente com os sensores est o quatro cilindros empurradores com sensores magn ticos de posi o que enviam os baldes para a pr xima esteira Al m dos empurradores h quatro barreiras que s o levantadas por cilindros pneum ticos que encontram se embaixo da esteira 44 Figura 4 3 Esteira de baldes mostrada em detalhes Fonte Ilustra o pr pria A terceira esta o consiste do sistema de dosagem do produto da maquina Figura 4 4 Como a m quina realiza sempre a dosagem em pares de baldes a esta o possui duas esteiras separadas que empurra dois baldes de cada vez para a esteira de sa da Cada esteira movimentada por um motor de 0 15 kW e 1720 rpm Assim como o motor da esteira de baldes os motores das esteiras de balan a s o controlados por inversores Altivar 31 da Telemecanique A esta o de dosagem conta com dosadores com acionamento pneum tico Al m disso na parte inferior da esteira existem cilindros pneum ticos que levantam os baldes Esses cilindros est o acoplados s c lulas de carga isto eles transferem a carga para as balan as liberando a dosagem de acordo com o peso que est sendo medido Figura 4 4 Vista detalhada da esta o de do
128. te ressaltar que equipamentos que n o pertencentes parceria Rockwell Allen Bradley n o est o na biblioteca de hardware do programa Para configurar dispositivos de outros fabricantes um arquivo Eletronic Data Sheet EDS do dispositivo deve ser fornecido Ap s a configura o dos escravos o cart o scanner deve ser configurado A configura o do scanner realizada da mesma forma que dos dispositivos escravos por m esta configura o mais complexa Os par metros como plataforma n da rede e slot no rack do CLP devem ser especificados Uma lista de dispositivos a serem verificados e o tamanho dos dados de entrada e sa da de cada escravo s o informados em uma segunda aba de configura o Os endere os de cada entrada e sa da na tabela de dados do scanner pode ser conferido nas abas Inputs e Outputs 3 5 Conclus es O terceiro cap tulo fundamental para o cumprimento do objetivo deste trabalho Al m do conhecimento do CLP e de como um c digo em ladder deve ser implementado necess rio conhecer quais ferramentas s o utilizadas para o desenvolvimento de cada tarefa de um projeto de automa o Contando apenas com softwares desenvolvidos pela Rockwell Automation s o utilizados diferentes programas para comunica o de dispositivos simula o programa em ladder configura o de rede e desenvolvimento de interfaces gr ficas Inicialmente a utiliza o dos softwares se mostrou bastante confusa poi
129. tima tela exibida antes da ocorr ncia de uma falha Figura 6 27 Tela alarmes da aplica o desenvolvida 23 17 06 18 5 2014 Falta de ar comprimido Acionar Ed Los edema NOR Resetar Hist rico Fechar Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software Factorytalk View ME A segunda tela de alarmes s pode ser exibida por meio do comando dispon vel na tela alarmes A Figura 6 28 mostra os elementos da segunda tela de alarmes O principal elemento da tela alarmes hist o objeto Alarm List Diferentemente do Alarm Banner que s mostra um alarme por vez o Alarm List mostra uma listagem completa de alarmes de acordo com o datalog de alertas da aplica o Essa lista pode ser personalizada com diversas colunas de informa es como reconhecimento de alarmes e anima es gr ficas de acordo com o estado do alarme Ao lado do hist rico de alarmes h dois bot es para navega o na lista de alertas Esses bot es s o configurados para interagir com o objeto em foco que no caso da segunda tela de alertas o Alarm List Os bot es implementados no canto inferior da tela s o basicamente os mesmos da primeira tela com a modifica o do bot o de navega o que retorna para o display alarmes e do bot o Limpar Hist rico Esse ltimo bot o efetua uma limpeza no datalog de alarmes da aplica o Figura 6 28 Tela alarmes hist da aplica o desenvolvida e emerg ncia
130. truzella 2010 p 212 com adapta es 2 3 1 5 Instru es de controle de programa As fun es de controle de programa s o instru es que permitem a mudan a da sequ ncia de scan possibilitando uma redu o do tempo de execu o do programa e a simula o de situa es para corrigir problemas no ladder A Tabela 2 3 mostra as principais fun es de controle 30 Tabela 2 3 Resumo das principais fun es de controle de um programa ladder Epa Nome Ingl s Descri o JMP Jump to label gt A Pula para a linha com que possui a label associada LBL Label JSR Jump to subroutine SBR Subroutine label Inicia a sub rotina indicada e retorna RET Return from subroutine TND Temporary end Determina um fim prematuro do ciclo de scan END Program End Determina o fim da execu o do arquivo ladder associado MCR Master control reset Define uma zona a n o ser executada em todos os ciclos Fonte Tabela pr pria com dados do manual do controlador Micrologix 1500 A fun o JMP deve ser utilizada em conjunto com a instru o LBL Quando a condi o da linha da instru o JMP for verdadeira a ordem de scan do programa ser modificada e o controlador ir verificar a linha indicada pela LBL associada com o mesmo endere o da fun o JMP Todas as linhas ignoradas na execu o da fun o JMP m o ser o atualizadas e as entradas e sa das pertencentes a este intervalor permanecer o com s
131. ulate 500 desempenhou a fun o de simular um controlador MicroLogix 1500 o mesmo utilizado no caso real Para simular o CLP citado a configura o simples basta carregar o arquivo ladder desejado e configurar par metros de execu o e comunica o como pode ser visto na Figura 6 3 Figura 6 3 Configura o do CLP simulado RSLogix Emulate500 LADDER_ENVASADORA Main File 2 DebugFile 0 Start Rung o Start Rung 0 EndRung f1 End Rung 1 Station E Decimal i 4 Priority 40 2 Octal V Restore Mode on Start al E gt Cancel Help Fonte Ilustra o pr pria obtida com o aux lio do software RSLogix Emulate 500 Como pode ser observado na Figura 6 3 o CLP simulado foi carregado com o programa ladder LADDER ENVASADORA programa apresentado no cap tulo 4 2 O comportamento do controlador definido de acordo com o arquivo principal e arquivo debug informados durante a configura o No caso o arquivo principal de execu o era o ladder 2 do projeto carregado Para concluir a configura o do CLP foi definido o n mero da esta o utilizada na rede virtual e selecionado modo run para garantir a execu o do programa em tempo real O software RSLinx desempenha a fun o de estabelecer comunica o entre dispositivos de campo suportados pela Rockwell e os softwares da mesma A configura o da comunica o feita ap s a adi o do driver adequado para o controlador simula
132. x 500 A simula o foi feita de forma manual alterando par metros e bits espec ficos para reproduzir situa es esperadas Para ter acesso s vari veis foi necess rio utilizar o software RSLogix 500 no modo online Primeiramente foi carregado no software de desenvolvimento o mesmo projeto utilizado no software de simula o Em seguida foi apontado o endere o do CLP simulado no arquivo controller properties do projeto Ap s o endere amento basta selecionar a op o go online no canto superior esquerdo do software Como j foi dito no modo online poss vel acompanhar o status das vari veis em tempo real e realizar a altera o da l gica e par metros do programa A Figura 6 5 mostra uma vis o geral do software RSLogix 500 ap s a execu o dos passos descritos poss vel notar o modo remote run selecionado em verde indicando que o programa est online o arquivo Controller Properties exibido no in cio da rvore de arquivos do projeto e a janela de configura o do arquivo preenchida com os mesmos par metros do driver do CLP simulado definido no no software RSLinx 71 Figura 6 4 Configura o de um t pico OPC no software RSLinx DDE OPC Topic Configuration Project Default Topic List Data Source Data Collection Advanced Communication Processor Type SLC 503 hd Data Collection Mode IV Polled Messages mSec foo I Unsolicited Messages F Cache Unsolicited Data
133. za tr s par metros para defini o da continuidade da linha 29 source mask e compare A palavra source e a palavra mask s o inicialmente submetidas a uma opera o l gica AND isto o usu rio pode definir por meio de uma m scara quais bits da palavra source ser o comparados Em seguida o resultado da opera o AND comparado com o valor indicado pela palavra compare Todos os par metros dessa fun o devem possuir o mesmo tamanho word ou long word A fun o LIM utiliza tr s par metros low limit test e high limit Quando o valor associado ao low limit for menor ou igual ao valor associado ao high limit essa fun o retorna um valor verdadeiro se a palavra a ser testada estiver dentro do intervalo estabelecido pelos valores dos par metros limite inferior e superior Quando o valor do par metro low limit for maior que o valor do high limit a fun o retornar um valor verdadeiro se o valor a ser testado estiver fora do intervalo estabelecido pelos valores limites A Figura 2 8 ilustra as duas poss veis situa es referentes aos valores limite Figura 2 8 Poss veis situa es na utiliza o de um bloco da fun o LIM LIM t t LIMIT TEST CIRC LIMIT TEST CIRC PL1 Low limit N7 22 Low limit N7 28 25 100 Test N7 23 Test N7 29 48 125 High limit N7 24 High limit N7 27 50 50 False lt 25 25 50 False gt 50 True 50 50 100 100 True True False Fonte Pe
134. zadoreS ssesessessesocssesessoesessossesoesseseesoesessossesoesseseesossessossesosssesoesoesessossessessesose 90 6 4 6 Displays de ajuste dos par metros de pesageM c sccccsscssscssscssscscccssscscccscssscsscssscssscsssssssscsssesesesessseesoeeee 91 6 4 7 Display de ajustes do servomotor e sesseseesoesessossesoossesessoesesoossesocsseseesossessossesoessesoesossessossesosssesossossessossesssssesose 94 6 4 8 Displays de alarmes esr rsrsrs essresneseroneseesse oras snes ne eta ne ada sesen anta a a dan atis dad Sata a ata no acao sad aco nas neo mean and 95 6 5 ConclusdeS nessa RARE ARE i L an AA TAL DSR ADE EA Sak ASI AS 97 FCO NCU MIS AO sa si e a Oe wg Soa el dad 98 13 1 INTRODU O A automa o sem d vidas um suporte para o desenvolvimento de diversos setores principalmente o industrial Em processos de produ o em larga escala a automa o desempenha um dos papeis principais para o aumento da efici ncia A necessidade crescente da humanidade para processos mais r pidos e produtivos tornou o mercado da automa o est vel e abrangente A rea de aplica o vasta contemplando projetos de instala es el tricas monitoramento controle e prote o de sistemas industriais A automa o industrial requer a aplica o de diversas reas de conhecimento tal como eletr nica controle de sistemas mec nica f sica qu mica comunica es e desenvolvimento de software O sucesso

automação de uma máquina envasadora - DEE

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