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Apostila 2010 - Wiki do IF-SC

1. 0a 5 V Variante do m todo O a 10 V mas pouco utilizado v1absV Variante do m todo de tens o tamb m pouco utilizado permite identificar falhas na conex o pois a tens o m nima diferente de zero 10 a 10 V M todo O a 10 V modificado para utiliza o em controle de velocidade permitindo a revers o do sentido de giro de um motor 4a 20 mA A padroniza o da corrente el trica torna os sistemas de leituras de grandezas anal gicas mais precisas pois n o sofrem interfer ncia da resist ncia dos condutores Este m todo bastante utilizado pois permite identificar um circuito defeituoso como um cabo rompido o O 20 mA circuito de corrente simples que n o permite identificar falha no condutor M todo pouco utilizado Para utilizar os sinais anal gicos s o tomados alguns cuidados na instala o evitando a interfer ncia de dist rbios e falhas el tricas externas utilizando para este fim cabos blindados canaletas tubula es exclusivas um bom sistema de aterramento e afastar os condutores de sinais dos condutores dos circuitos de for a al m de verificar todas as sugest es definidas pelo fabricante Automa o P gina 48 3 3 4 Fonte de Alimenta o A fonte de alimenta o um dispositivo eletr nico capaz de transformar e manter a energia el trica dentro dos padr es requeridos pelo sistema Em um sistema autom tico com controlador l gico a fonte de alimenta o resp
2. Contagem de pe as Auxiliar na manipula o de menus em IHM Auxiliar na temporiza o de minutos e horas Um evento somente acumulado no contador quando ocorre uma transi o na entrada de contagem O contador exige a indica o dos seguintes operandos para o seu funcionamento Operando bin rio para entrada de contagem gt Operando bin rio para entrada de reset gt Registrador 16 bits para acumula o dos eventos PV o Registrador de 16 bits para valor de refer ncia SP Operando bin rio de sa da do contador Automa o P gina 88 A entrada habilita determina que o valor do contador seja incrementado do valor um ou seja CONTADOR CONTADOR 1 A entrada reset faz a inicializa o do contador ou seja torna o seu valor igual a zero A sa da do contador ativa sempre que as duas vari veis de 16 bits tiverem seus valores iguais SP PV A declara o da sa da depende da configura o interna do CP existindo a forma expl cita e a impl cita Na forma expl cita o operando de sa da no bloco do contador deve ser declarado Na forma impl cita o valor do operando de sa da est relacionado ao endere o do acumulador neste tipo de declara o temos endere os de mem rias exclusivos para os contadores sendo que o mesmo nome faz refer ncia a um endere o bin rio de estado do contador e um registrador de 16 bits com o valor de contagem Normalmente neste ltimo caso o contador tem o end
3. Contator que liga o circuito de for a para comando do motor Automa o P gina 78 C E01 E02 E03 Controlador L gico 501 C Figura 4 83 Exemplo 1 esquema el trico A solu o em ladder indicada na figura 4 16 Observamos que o motor liga quando a sa da S01 energiza isto ocorre quando E01 for UM ou seja pulsando se a botoeira B1 e mantendo a botoeira BO em repouso BO em repouso mant m a entrada E02 habilitada pois seu contato NF O bot o de emerg ncia tamb m deve ficar em repouso para habilitar a entrada E03 Na l gica ladder o contato NA de S01 faz a reten o do comando pois E01 apenas um pulso Para desligar deve se acionar E02 ou E03 cortando a corrente do circuito E02 E03 501 men ao eA Figura 4 84 Ladder chave de partida direta 4 3 2 Controle de Agitador Desenvolver um algoritmo em ladder para controle de um agitador sabendo se que o agitador ser ligado sempre que a manopla de comando H estiver na posi o de libera o e o n vel do tanque S01 acima do sensor de n vel utilizado contato fechado Automa o P gina 79 O motor ligar atrav s do comando da manopla e do sensor ou seja a manopla e sensor ser o representados por contatos NA e o motor por um rele bobina todos dispostos em serie como mostra o diagrama da figura 4 18 Observe que o motor aciona quando a sa da do controlador for energizada devido ao comando corrente virtual imposta pelos contatos NA d
4. Automa o P gina 15 2 Sinais e Sensores A din mica do ato de verificar encerra se com a obten o do dado ou informa o que se busca isto v se ou n o se v alguma coisa E pronto Por si a verifica o n o implica que o sujeito retire dela consegi ncias novas e significativas LUCKESI 1995 p 92 2 1 Sinais e Sistemas Sinal uma descri o quantitativa de um determinado fen meno associado a um dado do meio Exemplos de sinais sonoros visuais e el tricos O sistema uma parte do meio que cria sinais pr prios e que permite que ele se relacione com o meio ambiente Exemplos de sistemas circuitos el tricos sistemas hidr ulicos sistemas mec nicos Automa o P gina 16 Projeto El trico gt Programa M quina Painel El trico Figura 2 7 Sistema de controle 2 1 1 Entradas e sa das de um sistema Todo sistema tem associado a ele um ou mais sinais Os sinais que relacionam o sistema com o meio s o designados como sinais de entrada e sinais de sa da O meio atua sobre o sistema atrav s dos sinais de entrada e o sistema atua sobre o meio atrav s dos sinais de sa da A representa o de um sistema em um meio gen rico feito da seguinte forma Meio Figura 2 8 Representa o sistema e meio Exemplo A L mpada el trica recebe uma dada tens o V e emite luz e calor Ent o o sistema l mpada tem como sinal de entrada a tens o e c
5. feita com base nas seguintes regras b sicas e A linguagem Ladder constitu da por duas barras de energia virtual uma direita e outra esquerda Barras de energia Figura 4 70 Barras de energia virtual e A programa o consiste em criar uma corrente el trica virtual que deve circular entre estas duas barras sempre no sentido da esquerda para direita Automa o P gina 71 Corrente virtual gt Figura 4 71 Corrente el trica virtual e Para controlar a corrente el trica devemos utilizar elementos de programa o de entrada que tem a fun o de bloquear ou liberar esta corrente E E E Corrente virtual Figura 4 72 Elementos de entrada e Os elementos de entrada somente podem ser utilizados entre a primeira coluna da l gica at a pen ltima coluna Estes elementos podem ser associados em s rie e paralelo nos limites das l gicas e A corrente virtual controla os elementos de sa da os elementos de sa das alteram os seus estados conforme a exist ncia ou n o de uma corrente virtual e Os elementos de sa das somente podem ser utilizados na ltima coluna da l gica e podem ser associados em paralelo Corrente virtual gt Ta Figura 4 73 Elementos de sa da Automa o P gina 72 4 1 2 Endere amento de Vari veis O endere amento de vari veis corresponde ao acesso s posi es de mem rias do controlador Cada endere o utilizado corresponde a uma regi o de mem ria ou
6. 4 6 Fun es SET e RESET As fun es de sa da SET e RESET controlam os bits de endere amento de forma independente A fun o SET energiza o bit de mem ria sa da endere ado e a fun o RESET desenergiza o bit endere ado Estas s o fun es de reten o ou seja estes elementos assumem seu valor sempre que sua entrada estiver energizada mantendo seu valor at que sua fun o complementar seja acionada A representa o desta fun o a seguinte Fun o SET Fun o RESET Endere o Endere o s R Figura 4 99 Representa o fun es SET e RESET O funcionamento das fun es SET e RESET s o detalhados atrav s dos gr ficos da figura 4 32 E01 E01 501 Cs l E02 S01 E02 rR JE Figura 4 100 Funcionamento de SET e RESET Quando um rel bobina e as fun es set e reset s o utilizadas em conjunto para um mesmo endere amento o valor assumido pelo bit endere ado corresponde ao ltimo comando assumido por um destes elementos dentro do mesmo ciclo do programa Na figura 4 33 o valor da fun o set e reset ser o ignorados pois a linha tr s do programa utiliza um comando bobina a atualiza o do bit ocorre conforme o estado desta l gica de programa Automa o P gina 95 Figura 4 101 Compara o set reset e bobina 4 7 Exerc cios 4 7 1 Exerc cio 1 Sem foro Definir um programa em ladder para um sem foro onde temos os seguintes sinais E01 Ha habilita
7. IHM ou Supervis rio Figura 2 22 Representa o de equipamentos para controle de temperatura 2 4 2 Transdutor de Press o Existem v rios m todos para medi o de press o o m todo mais utilizado o da banda extensom trica ou Strain Gauges Que tem seu funcionamento fundamentado no seguinte princ pio Um condutor el trico ao ser submetido a um esfor o mec nico muda seu comprimento e seu di metro portanto variando sua resist ncia el trica Resist ncia depente A SAE k S q _ Resistividade do material Constante Figura 2 23 Influ ncia press o num condutor Este m todo de medi o de press o tamb m utilizado para medi o indireta de n veis de tanques com a verifica o da press o na base do tanque Este sensor utilizado tamb m como sensor m ssico em balan as onde s o denominados de c lulas de carga Automa o P gina 27 Figura 2 24 C lulas de carga para balan a 2 4 3 Transdutor de N vel Existem v rios m todos para a medi o de n vel e um dos mais modernos e precisos o sensor ultra s nico que funciona atrav s da leitura de tempo que um sinal sonoro leva para sair do medidor refletir no n vel do tanque e retornar ao medidor O n vel calculado atrav s da diferen a da altura total do medidor em rela o ao tanque com a dist ncia projetada pelo som a d T d it aiai Altura Sensor Altura Tanque Figura 2 25 Aplica o se
8. Padr o de comunica o Profibus a n vel de automa o de processo Paridade M todo de informa o utilizado em comunica o serial para identificar a validade de transmiss o Consiste em transmitir um caractere extra a fim de determinar se o somat rio de n meros 1 transmitidos na mensagem par odd ou impar even PC Personal Computer Computador pessoal Pendrive Dispositivo de armazenamento de dados com Flasheprom para conex o USB PLC Programmable Logic Controller Controlador l gico Ponto flutuante Representa o de um valor num rico atrav s de uma matriz e um multiplicador na base 10 Posta em marcha Processo de ativa o em ch o de f brica de um sistema autom tico com testes corre es e entrega do sistema Automa o P gina 131 Potencialmente Explosiva reas industriais com gases em suspens o Ver tamb m rea classificada Profinet Profibus for Ethernet Padr o de comunica o Profibus a n vel de rede gerencial PROM Programmable Read Only Memory Mem ria n o vol til que programada uma nica vez Protocolo de Comunica o Conjuntos de regras que define a troca de informa es entre dois ou mais equipamentos PV Process Variable ou Present Value Vari vel de processo corrente PWM Pulse Width Modulation Modula o por largura de pulso DQG Query Consulta de dados RG RAM Random Access Memory Mem ria vol
9. desbloqueada ou seja pronta para o trabalho e S02 e S03 Serigr fica 02 e 03 semelhante serigr fica 01 e H01 Habilita sistema sinal de consenso proveniente do inicio da linha que indica que o sistema deve trabalhar Automa o P gina 55 T1 T2 T3 T4 501 502 S03 H01 Habilita Inv Habilita Inv Habilita Iny Habilita Inv Erro Inversor Erro Inversor Erro Inversor Erro Inversor Emerg ncia Emerg ncia Emerg ncia Emerg ncia Figura 3 60 Linha industrial cer mica A figura 3 18 representa tridimensionalmente a linha cer mica representada no layout da figura 3 17 Figura 3 61 Linha industrial cer mica vista 3D 3 5 Configura o Configura o de um controlador l gico o processo de aloca o de perif ricos junto ao barramento da CPU com a utiliza o do software de programa o Devemos configurar os dispositivos de entradas e sa das digitais e anal gicos e a utiliza o da porta de comunica o Na configura o do sistema de controle s o configurados M dulos de entradas e sa das n o integrados a CPU Automa o P gina 56 qm N 0 o o o O O O to 4a to ta th ta am c f am 42 ty 42 O O O gt x lt x lt x lt LLI LLI LLI Figura 3 62 Representa o de controlador com expans o M dulos de entradas e sa das anal gicos definindo o range de leitura e a possibilidade de utiliza o de filtros de leituras gt M dulos de contagem r pida definindo o tipo de
10. o As portas de comunica es s o os meios oferecidos para a troca de informa es com o meio externo Atrav s de uma porta de comunica o Automa o P gina 49 conectamos o controlador l gico com um terminal programador com uma IHM com uma rede de controladores e dispositivos ou at mesmo com um programa de supervis o O tipo de comunica o utilizada normalmente a serial e existem diversos tipos de protocolos de comunica o bem como tecnologias de fabrica o das portas que ser o tratadas no cap tulo 6 Comunica o com CP Rede 01 CP1 e IHM Rede 02 CP1 a CPn Protocolo 2 Protocolo 1 Figura 3 53 Utiliza o de portas de comunica o Na especifica o do controlador l gico consideramos tamb m a necessidade de portas de comunica es extras normalmente um controlador vem com uma ou duas portas de comunica o Lembrando se que uma mesma porta de comunica o n o utilizada para duas fun es diferentes ao mesmo tempo A figura 3 10 apresenta um diagrama que mostra um controlador conectado a duas redes de comunica o diferente neste caso o CP1 possui duas portas de comunica o 3 4 Projeto El trico Para a realiza o da automa o com qualidade e seguran a e minimizando o tempo de manuten o no futuro o sistema de automa o deve se acompanhado de um projeto el trico do sistema Neste projeto el trico devem constar todos os elementos utilizados para o acioname
11. rio MANUAIS utilizado para armazenar todos os manuais de funcionamento da m quina fornecidos pelo fabricante em meio digital Automa o P gina 116 oo Disk1 volt C Dados Eletrica Maquina Carga Ladder Supervisorio Prenda XYZ Ladder supervisorio Manuais Inversores Produ o Ensacadeira Dosagem Ca Envase Tinta Ladder Ca Supervisorio Pe E Manuais Figura 8 119 Estrutura de arquivos inicio el trica No diret rio ORIGINAL Figura 8 1 armazenam se todos os dados fornecidos pelo fabricante dos softwares que s o utilizados Para a organiza o entre eles usam se subdiret rios com os nomes de cada fabricante que ser o novamente subdivididos atrav s de subdiret rios representando cada aplicativo Automa o P gina 117 e manuais como segue na figura 8 3 Na pasta aplicativo armazena se o software fonte instal vel caso este seja fornecido de forma informal e dispensando licen a de uso freeware e shareware A subpasta manuais utilizada para guardar a documenta o do software ou seja manuais e tutoriais g Disk1 volt C Original Altus Omron C cx One Cx Server LI NTS 11 NTST4 7C Siemens Telemecanique Weg C Pc12 C wLP La Elipse Figura 8 120 Estrutura de arquivos inicio original Automa o P gina 118 6 2 Seguran a dos Dados Al m da orga
12. vel Ap s acionada a bomba no estado um o sistema desliga quando identifica a presen a de n vel cheio quando migra para o estado tr s esperando o tempo de atraso para se posicionar no estado zero Se a presen a do sinal for menor que o tempo de atraso o sistema retorna para o estado um mantendo a bomba ligada No estado zero temos uma transi o em aberto indicando que a qualquer momento se a chave habilita for igual a zero o sistema for a o retorno imediato ao estado zero 5 2 3 Exemplo M quina Sequencial com M ltiplos Diagramas Para o exerc cio proposto no item 4 7 2 M quina Sequencial de dosagem vimos que o sistema composto por dois atuadores ou seja correia de transporte e bico dosador Para facilitar a elabora o dos diagramas de estados deve se criar um diagrama individual para cada grupo de atuador chamando cada diagrama de m quina Neste caso teremos duas m quinas a m quina n mero 1 correia de transporte e a m quina n mero 2 bico dosador Automa o P gina 105 Habilita 0 PERA Dm Le Am A Habilita S1 S2 0 S3 0 Figura 5 112 Diagrama de estado sistema de dosagem transporte O diagrama de estado da m quina n mero um est na figura 5 8 Neste caso o controle do acionamento do motor foi feito com quatro estados No estado zero o motor desligado A transi o do estado zero para o estado dois ocorre quando a m quina estiver habilitada e o sensor de entrada estiver igual a
13. Cat logo M ster 2001 LR Inform tica Industrial Porto Alegre LR 2001 Cat logo Photoelectric Sensors Banner Engineering Corporation Minneapolis USA 2001 Cat logo Sensores Abraf Sensor Abraf Sensor Controles Eletr nicos Ltda S o Paulo 2000 Controlador Program vel MPC4004 Atos Automa o Industrial Ltda S o Paulo Atos 2001 Fialho Arivelto Bustamante Instrumenta o Industrial Conceitos Aplica es e An lises S o Paulo Erica 2007 Gaidzinski Vladimir Hartenias Automa o l apostila curso Tecn logo em Automa o Industrial SATC Crici ma 2001 Georgini Marcelo Automa o Aplicada Descri o e Implementa o de Sistemas sequenciais com PLCs S o Paulo Erica 2000 Leite Du lio Moreira Esquemateca Tecnologia do Controle e Automa o Industrial S o Paulo MM Editora 2000 Lima Walter Celso Dispositivos Sensores de Erro Florian polis Editora da UFSC 1984 Manuale dell Operatore PLC Sysmac CQM1 Omrom It lia Omron 1995 Automa o P gina 136 Manual de Comandos de Pesagem para Modbus RTU ASCII Alfa Instrumentos Revis o 2 0 S o Paulo Alfa 2002 Manual de Instala o e Programa o do Controlador Program vel TP02 WEG Automa o Jaragu do Sul Weg 2001 Manual de Instala o e Programa o do Controlador Program vel TPWO3 WEG Automa o Jaragu do Sul Weg 2007 Manual de Programa o do Controlador BCM BCM Automa o Porto Aleg
14. Conjunto de 16 bits sem a representa o do sinal 0 a 65535 Conjunto de 32 bits Seu valor representar um 2 147 483 648 a POUBLE WORD n mero na base decimal ou na base BCD 2 147 483 647 um tipo de operando que permitem representar n mero fracion rio A utiliza o deste tipo de operando aumenta a precis o dos c lculos aritm ticos j que os operandos anteriores trabalham apenas com n meros inteiros Estes n meros s o representados da seguinte PONTO forma FLUTUANTE EXPOENTE O MATRIZ x10 A matriz e o expoente s o armazenados em operandos de 16 ou 32 bits dependendo do fabricante do controlador l gico Tabela 3 4 Tipo de dados para processamento 3 8 Mapeamento de Mem ria e Dispositivos A manipula o dos dados de mem rias e acesso aos dispositivos de entrada e sa da ocorre atrav s de um endere amento l gico que denominamos de mapeamento de mem rias e dispositivos Podemos subdividir o mapeamento em dispositivo de entradas digitais dispositivos de sa da digitais reles auxiliares e registradores estes dois ltimos sendo exclusivamente posi es de mem rias Automa o P gina 59 Controlador L gico Dados F Entradas Digitais Saidas Digitais Mem rias Auxiliares 5 Saidas Digitais Registradores Entradas Digitais Temporizadores COntadores Mem rias Sistema Figura 3 64 Endere amento de mem ria O acesso a uma posi o especifica da mem ria ocorre atrav s
15. a 10 Vcc 4 a 20 mA Grandeza F sica Conversor Controlador a Temperatura Amplificador Dalovolts nad mY ou resist ncia 4 a 20 MA Sensor Converte Temperatura para sinal el trico Figura 2 16 Sensor e transdutor As entradas de contagens r pidas dispon veis na maioria dos controladores l gicos s o alternativas a utiliza o de unidades de convers o anal gicas para digital Estas entradas s o transformadas em entradas anal gicas atrav s da utiliza o de conversores das grandezas f sicas para freq ncia 0 a 10 kHz No exemplo indicado na figura 2 11 a temperatura obtida inicialmente convertida em sinal de tens o corrente padronizado e posteriormente este valor transformado em um trem de pulso entre zero a 10 kHz Utiliza se esta op o para reduzir o custo de uma instala o e viabilizar um sistema de controle total com controlador quando o mesmo n o dispor de conversores anal gicos para digital ou o custo de seus m dulos de expans es for exorbitante Automa o P gina 22 Sensor Grandeza RT he Temperatura para Controlador Fisica sinal el trico Conversor Temperatura Amplificador z Ag mY ou 0 a 10 Volts k f resist ncia 4a 20 MA 0 10kHz Figura 2 17 Leitura por contagem de pulsos 2 4 1 Transdutores de Temperaturas Para medi o de temperaturas existem v rios tipos de sensores o mais utilizado o termopar O princ pio de funcionamento do ter
16. automa o propriamente dita A Automa o P gina 10 automatiza o ou mecaniza o est diretamente ligada aos atuadores e mecanismos capazes de efetuar os movimentos de repeti o identificados Nesta etapa dividida em parte el trica e mec nica tais como atuadores pneum ticos e eletromagn ticos motores el tricos servomotores etc A automatiza o propriamente dita corresponde atividade de desenvolvimento de integra o dos movimentos de todos os mecanismos de forma ordenada e pr estabelecida Este m todo de automatiza o foi o primeiro m todo de sequencia o a ser desenvolvido e era bastante utilizado mas n o permitia a automa o total de processos muito complexos O m todo de controle de automa o o que utiliza sinais el tricos para acionamento dos movimentos atrav s de m quinas processadoras de dados Este o m todo mais utilizado hoje em dia devido ao menor n mero de manuten o a flexibilidade e ao custo final de implanta o Com a evolu o da eletr nica permitiu se a constru o de equipamentos eletr nicos extremamente pequenos confi veis e capazes de executar uma enormidade de opera es matem ticas o que possibilitou o desenvolvido dos Controladores L gicos a pre os bastante competitivos Al m do pre o um sistema autom tico com controlador l gico tem um menor n mero de manuten o devido ao menor n mero de partes m veis Tamb m tem uma flexibilidade maio
17. chave LIGA estiver desligada o sistema permanece bloqueado ou seja o motor desligado e a v lvula fechada O controle dos dispositivos de sa da n o faz parte do escopo de controle deste procedimento Automa o P gina 82 Alarme Luminoso Reten o Alarme 1 E01 502 E05 E01 MO Rt1 4 A Aux1 Reten o Alarme 2 E05 E02 M02 Aux2 Reten o Alarme 3 E05 E03 M03 Aux3 Reten o Alarme 4 E05 E04 M04 Ni Au Figura 4 87 Solu o controle de alarmes 4 4 2 Partida de motores Controlar a partida de dois motores com fun es diferentes atrav s de uma nica chave eletr nica de partida onde temos Em Emerg ncia Habilita Geral Automa o P gina 83 B1 Liga Motor 1 B2 Liga Motor 2 B3 Desliga Motor 1 B4 Desliga Motor 2 COK Retorno Chave Eletr nica Ligada C100 Retorno Chave Eletr nica a 100 da tens o da rede ou seja trocar alimenta o K1 Liga Motor 1 diretamente da rede K2 Liga Motor 1 via chave eletr nica K3 Liga Motor 2 diretamente da rede K4 Liga Motor 2 via chave eletr nica O comando inicia atrav s do bot o B1 ou B2 que aciona o contator k2 ou k4 para a partida via chave eletr nica ao retornar o sinal C100 o controlador dever chavear o contator k1 ou k3 desligando k2 ou k4 Os contatores k2 e k4 n o devem ser ligados ao mesmo tempo e somente s o acionados quando o bot o de emerg ncia e o sinal COK estiverem liberados O bot o B3
18. de emerg ncia ou o bot o desliga est o com valor zero retornando ao estado Zero e consequentemente desligando o motor Motor O Emergencia 0 ou Desliga 0 Emergencia Liga Figura 5 110 Diagrama de estado chave partida direta 5 2 2 Exemplo Controle de N vel com For amento de Estado O diagrama de estado de um sistema de controle de n vel de um tanque representado pela figura 5 7 onde observamos que no estado zero condi o inicial a bomba permanece desligada No estado um o motor ficar ligado Nos estados dois e tr s a bomba permanece inalterada enquanto o sistema fica aguardando um atraso de tempo para avan ar para o pr ximo estado Este atraso de tempo necess rio para evitar a queima do motor el trico da bomba pois enquanto o sensor ficar com o n vel oscilando em torno de si a bomba permanece com o seu acionamento anterior evitando o chaveamento constante desta A transi o do estado zero para o dois se d de forma imediata com a identifica o do sinal de n vel baixo e chave Habilita igual a um inicializando se a contagem do tempo de atraso caso o sinal de n vel retorne a indicar presen a de l quido antes do tempo de atraso o sistema retorna para o estado zero caso contrario ao finalizar o tempo o sistema avan a para o estado um ligando a bomba Automa o P gina 104 Niv Baixo Habilita 1 Niv Alto 1 Tempo gt Atraso Figura 5 111 Diagrama de estado controle de n
19. desliga k1 e k2 e o bot o B4 desliga k3 e k4 12 C Chave Controlador L gico Eletr nica C E01 E02 E03 E04 E05 E06 E07 503 504 Figura 4 88 Esquema el trico partida eletr nica de dois motores Automa o P gina 84 4 4 3 Transporte de Mat rias Primas Controlar o acionamento de um transportador de correia representado na figura 4 21 a fim de manter o dep sito de utiliza o e pr aquecimento sempre cheio Neste exerc cio temos Em Emerg ncia Habilita Geral MA Manopla manual 0 e autom tico 1 B1 Liga Correia 1 no modo manual B2 liga Correia 2 no modo manual LL1 Silo principal vazio desabilitar correia LH1 Silo principal cheio habilitar correia LL2 N vel baixo tanque dep sito ligar transportador LH2 N vel alto carga completa tanque dep sito desligar transportador k1 Liga Correia1 M1 k2 Liga Correia 2 M3 k3 Liga Elevador M2 Observa o os sensores utilizados s o do tipo p s m veis ou seja retornam um sinal igual a um 1 quando suas p s s o impedidas de movimentarem isto ocorre quando tivermos produtos junto s p s destes sensores A habilita o das correias acontece quando atingir o n vel alto no tanque principal LH1 e ou quando o controlador energizado pela primeira vez Automa o P gina 85 LH1 LHZ2 LL 2 IMEZE RAEM LELEO EREEA M1 Figura 4 89 Fluxograma transporte de mat rias primas O circuito e
20. l os M100 Chave M109 Chave F Chave 1 s Compare D11 0 Move 9 D11 S M100 R l l l 9 Motor 1 Figura 5 114 Ladder a partir do diagrama 5 3 2 Exemplo Ladder do Diagrama da M quina Sequencial Este exemplo serve para melhorar o entendimento da convers o de diagrama de estado para ladder Vamos converter os diagramas de estado da m quina sequencial das figuras 5 8 e 5 9 resolvido no exemplo 5 2 3 Automa o P gina 109 A solu o dada nas figuras 5 11 e 5 12 onde P Inicio corresponde a um flag do sistema que indica que o CP foi energizado pela primeira vez este flag fica acionado apenas durante o primeiro ciclo do programa Quanto aos dois programas ladder obtidos a partir do diagrama de estado observar que eles seguem uma l gica de controle sequencial de tal forma Primeira L gica L gica de inicializa o e entrada no estado zero Segunda L gica Executa a a o referente ao estado zero Terceira L gica Realiza a transi o entre o estado zero com o dois Quarta L gica Realiza as a es referentes ao estado dois Quinta L gica Realiza a transi o entre o estado dois com o quatro Sexta L gica Realiza as a es referentes ao estado quatro S tima L gica Realiza a transi o entre o estado quatro com o seguinte Oitava L gica Realiza as a es referentes ao lt
21. leitura e precis o gt Quantidade de mem ria retentiva gt Retentividade dos pontos de entradas e sa das Par metros das portas de comunica o velocidade bit de controle etc gt Tempo de execu o da interrup o de tempo Alguns controladores n o necessitam de configura o adicional pois os endere os utilizados pelos perif ricos j v m pr definidos 3 6 Programa Gerenciador Para gerenciar os dispositivos internos de um controlador com a execu o do programa do usu rio existe um pequeno programa interno e transparente ao usu rio desenvolvido pelos fabricantes Este programa respons vel pela integra o de todos os m dulos de um controlador mem ria E S porta de comunica o verifica o de erros pela leitura das unidades de entrada pela escrita nas unidades de sa das e pelo controle das mem rias Este programa conhecido por firmware e em l ngua portuguesa de programa executivo ou programa gerenciador Devemos notar que em nosso microcomputador de mesa o executivo a Bios Basic Input Output System do sistema O fluxograma do ciclo de varredura visualizado na figura 3 20 Automa o P gina 57 In cio Es gt ETA itura res E Entradas Ea Execu o programa Escrever Responder E 85 Figura 3 63 Ciclo de varredura Scan Neste fluxograma o programa executivo realiza as a es descritas na tabela 3 2 durante um per odo completo SCAN de leitura de
22. movimento dos mecanismos da f brica Figura 1 5 Sistema motriz antigo Roda d gua A energia e lica era obtida de cataventos que movimentavam um eixo central sendo utilizado principalmente para bombeamento de gua e para moer gr os Apresentamos um pequeno resumo da evolu o da tecnologia que contribu ram para o desenvolvimento da automa o industrial o Navega o com energia dos ventos vela pelos Fen cios 1000 A C Moinhos de ventos j eram utilizados antes do s culo X Inven o m quina de fiar 1764 Tear Hidr ulico 1768 M quina de Vapor 1769 Bateria El trica 1800 Alessandro Volta Navega o com energia a vapor 1807 Rela o entre eletricidade e magnetismo 1820 por Hans Christian Orsted Eletromagnetismo 1864 por James Clerk Maxwell o Equa o da for a eletromotriz por Faraday 1831 e Lenz 1834 Rede el trica p blica em Londres 1882 US SRS Automa o P gina 13 Motor El trico CC 1886 atrav s do gerador de CC por Werner Von Siemens Motor El trico CA 1889 o Eng Dobrowolsky patenteou este motor Neste trabalho focaremos o estudo de controle autom tico via controladores l gicos que s o circuitos eletr nicos surgidos gra as evolu o desta ci ncia Esta evolu o bastante recente e ocorreu de forma muito r pida para enfatizar esta afirma o que colocamos abaixo um pequeno hist rico da evolu o da eletr nica em
23. n dn estadr Figura 5 108 Simplifica o l gica OU na transi o Um estado pode ter transi es diferentes para ligar outros estados Na figura 5 5 podemos ver uma associa o de diversos estados Automa o P gina 102 o A o do estado O Condi es entre estados 0 e 3 A o do estado 3 Condi es entre estados 7 e 0 Condi es entre estados 7 e 3 Figura 5 109 Exemplo diagrama de estado 5 1 3 Estado Inicial O estado inicial corresponde ao primeiro estado do sistema de onde partem todas as analises de funcionamento deste O estado inicial diferenciado atrav s de sua numera o O n mero do estado inicial o zero O sistema autom tico que executa o diagrama de estado deve ser capaz de inicializar o sistema sempre com o estado inicial 5 2 Exemplos de Diagrama de Estado Para facilitar a aplica o dos conceitos sobre diagrama de estado apresentamos alguns exemplos e t cnicas especiais para elabora o destes diagramas 5 2 1 Exemplo Chave de Partida Direta O diagrama de estado de uma chave de partida direta representado na figura 5 6 onde no estado zero que corresponde condi o inicial o motor esta desligado No estado um o motor ficar ligado A transi o do estado zero para Automa o P gina 103 o um somente ocorre quando o bot o de emerg ncia e bot o liga forem liberados ou seja estiverem com o valor um Retorna para o estado zero quando o bot o
24. nossa sociedade Transistor 1948 por Bradeen e Bradain Demonstra o pr tica da m quina CNC 1953 Circuito Integrado de Sil cio 1958 Jack Kilby Padroniza o de comunica o serial RS232 1960 Microprocessador 1971 Laborat rio Intel Aparecimento dos Controladores L gicos na ind stria automotiva d cada 70 Mini calculadoras eletr nicas d cada de 70 Computador pessoal 1975 Edward Roberts M quina CNC com microprocessador 1977 Protocolo MODBUS 1979 PC Padr o IBM Personal Computer 1981 Protocolo Profibus 1987 Normas para programa o IEC 61131 1992 Internet aberta e acess vel a todos 1995 OVO CUOCOOUO JOCA 1 3 Descri o de Sistemas Autom ticos Um sistema autom tico ou sistema de controle dividido em duas partes tais como controle e sistema controlado Automa o P gina 14 Sistema Saidas Sistema Controlado e Entradas Figura 1 6 Sistema de controle O controle formado pelos equipamentos f sicos que comandam todo o sistema enviando ordens para a m quina controlada O sistema controlado corresponde m quina e ou processo final que recebe as ordens e envia as informa es necess rias para um perfeito controle do sistema A automa o com sucesso desenvolvida com a descri o detalhada de todas as partes de um sistema de controle a fim de eliminar e ou reduzir todos os erros de programa o durante a posta em marcha do sistema
25. o circuito gerador de luz emite luz de forma pulsada evitando a interfer ncia destes sinais externos Figura 2 32 Ilustra es sensores tico Estes sensores s o constru dos de tr s formas diferentes e Sensor tico de barreira e Sensor tico difuso e Sensor tico refletivo 2 4 5 1 Sensores ticos Barreira Automa o P gina 32 Neste tipo de sensor o emissor e o receptor est o em unidades distintas e s o dispostos um de frente ao outro garantindo a transmiss o do feixe luminoso entre eles O acionamento ocorrer quando o objeto interromper o feixe luminoso Figura 2 33 Representa o sensor tico barreira 2 4 5 2 Sensores ticos Difuso Neste tipo de sensor o emissor e o receptor est o em uma mesma unidade O acionamento ocorrer quando o objeto estiver na regi o sensora do sensor refletindo o sinal atrav s da superf cie do objeto Eme oas Rowo Figura 2 34 Representa o sensor tico difuso 2 4 5 3 Sensores ticos Refletivo Neste tipo de sensor o emissor e o receptor est o em uma mesma unidade o feixe de luz enviado pelo emissor reflete em uma superf cie prism tica e retorna para o receptor O acionamento ocorrer quando o objeto interromper este feixe luminoso Emissor E ED SS S E ESA E Sp E GE MS sig de ar ia db Receptor Objeto Prisma Figura 2 35 Representa o sensor tico refletivo Automa o P gina 33 Para evitar interfer ncia da reflex o
26. til de acesso aleat rio para leitura e escrita Reset Inicializa o de um sistema ou vari vel Retry Retransmiss o de informa es Return Comando para retorno de uma fun o RI Ring Indicator Indicador de chegada de sinal para comunica o ROM Read Only memory Mem ria n o vol til de apenas leitura Rotulo Identifica o alvo para um comando de salto ou fun o mesmo que label RS232 Padr o de comunica o Ver cap tulo 6 RS422 Padr o de comunica o Ver cap tulo 6 RS485 Padr o de comunica o Ver cap tulo 6 RTC Real Time Clock Rel gio em Tempo Real RTS Request To Send Sinal utilizado em comunica o RS232 indicando que o equipamento est pronto para receber dados RTU Remote Terminal Unit Padr o de configura o do protocolo Modbus Automa o P gina 132 Rx Received Data Sinal de recep o serial de dados RxD Mesmo que Rx SC SCAN Tempo de varredura e execu o de um programa SCADA Supervisory Control and Data Acquisition Sistema de supervis rio com aquisi o de dados Script Pequeno programa utilizado na configura o de supervis rios que s o ativados com algum evento relacionado a um objeto Serial T cnica de comunica o que utiliza um par de fios para transmitir os dados bit a bit sequencialmente SFC Sequential Function Chart Programa o com a utiliza o de sequ ncias de fu
27. um controlador a Descri o Observa o SSO 01 Energiza o 02 Processo de Energiza o Verifica mem ria e programa do usu rio 03 Verifica modo de opera o Se modo RUN continua se STOP v para passo 07 04 Inicializa o de dados Verifica Hardware e inicializa mem rias 05 Atualiza Entrada Atualiza mapa espelho dos pontos de entradas 06 Verifica programa Executa uma varredura no programa 07 Verifica comunica o Verifica dado via serial 08 Atualiza Sa das Atualiza sa das com refer ncia ao mapa espelho 09 Inicializa Watch Dog Inicializa pulso do alarme de watch dog 10 Reinicializa Se modo RUN v ao passo 5 se modo STOP v ao 3 Tabela 3 3 Ciclo de scan 3 7 Tipos de Dados para Processamento Em um sistema de processamento de dados tal qual se prop e o controlador l gico o acesso e manipula o dos dados s o feitos com base nos tipos de dados disponibilizados para acesso O sistema com controlador oferece diversos tipos de dados para ser utilizado nos programas que ser o Automa o P gina 58 desenvolvidos Na tabela 3 3 relacionamos o tipo de dado sua descri o e range de informa es que ele armazenar Tipo Bit Menor unidade de informa o de acesso bin rio Nibble Conjunto de quatro bits BYTE Conjunto de oito bits Esta a unidade de divis o 0 a 255 da capacidade dos circuitos de mem rias WORD SIGNED Conjunto de 16 bits com representa o do sinal 32768 a 32767 WORD S UNSIGNED
28. 19 para referenciar o estado das m quinas diagramas de estados 1 a 9 E reservaremos os flags M100 a M199 para indicar o estado ativo verificado que M100 a M109 corresponde aos estados 0 a 9 da m quina 1 A figura 5 10 indica o programa em ladder criado a partir de um diagrama de estado Nesta figura s o apresentadas tr s colunas na primeira mostramos o diagrama de estado e na segunda e terceira como fica o ladder a partir deste diagrama note que s o duas solu es diferentes uma que utiliza apenas flags e outro que utiliza comparadores Para enfatizar as diferen as esta convers o foi dividida em quatro linhas Na primeira linha foram colocadas as l gicas de inicializa o do estado no ladder onde na primeira linha n o temos um correspondente no diagrama de estado pois esta defini o j impl cita ao diagrama que inicia sempre no estado zero Na segunda linha temos a forma do estado zero ou seja neste estado desligamos o motor e indicamos que estamos no estado zero Na terceira linha visualizamos como fazer as compara es e verifica es das condi es para migrar para outro estado P Inicio P Inicio M100 Inicializa o ns Na Ladder Solu o 1 Com Flags l l l I l i l l j j l l l l I l l Ladder Solu o 2 Com comparadores l l l l po M100 Motor a I R Compare D11 0 Ss Motor 0 Ss 1 i Move O D11 l 1 EN RS A EOE Eres esa to Ni DS SS Oi SD aa
29. 5 Para programar controladores l gicos existem algumas linguagens padronizadas atrav s da norma IEC 61131 3 Estas linguagens s o disponibilizadas nos aplicativos de programa o dos controladores de forma individuais e ou em conjuntos conforme interesse de cada fabricante As cinco linguagens definidas s o Lista de Instru o Texto Estruturado Ladder Diagrama de Blocos OO Diagrama Funcional Sequencial 3 9 1 Programa o Lista de Instru o Lista de Instru o tamb m conhecida por programa o Booleana e Mnem nica e uma linguagem alfanum rica que consiste numa linguagem de codifica o direta da linguagem de m quina em abrevia es pr definidas dos comandos escritos em ingl s Muitos fabricantes permitem a programa o de seus controladores tamb m nesta linguagem visto que o programa original de outra linguagem ser convertido para a linguagem de m quina Na tabela 3 9 temos um pequeno programa em lista de instru o que realiza a opera o e entre dois operando Lista de Instru o Descri o STR EO Carrega o valor de EO AND E1 Realiza a opera o AND entre E1 e EO OUT SO Envia resultado para SO END Fim de programa Tabela 3 10 Lista de instru o Automa o P gina 66 3 9 2 Programa o Texto Estruturado A linguagem de texto estruturado uma linguagem alfanum rica de alto n vel que apresenta uma descri o de atividades estruturadas atrav s de comandos a
30. 6 5 Como Identificar Falhas El tricas ccercerercncereneeosnceosoero saco o soon ones coco cosas nose ecos annad 120 DA Inicializando Cominica o essssisiscaeastsscraseciniscscoiauacirissssciiseatsisssociastatisssicadecevr siso 147 9 5 Primeiros DidCnOStICOS sssiasasaasdosiatesecalassstadoo de dosdis cats densa e d side isses sioeau sssaaa 148 DR GP iiaa iaaa aiaa 150 Automa o P gina 6 Ainda que eu falasse As l nguas dos homens e dos anjos E n o tivesse AMOR seria como O metal que soa ou Como o sino que toca E ainda que tivesse o dom de profecia E conhecesse todos os mist rios E toda a ci ncia E ainda que tivesse toda a f De maneira tal que Movimentasse montanhas E n o tivesse AMOR Nada seria Cartas de S o Paulo Apostolo aos Cor ntios Cap tulo 13 vers culos 1 e 2 B blia Cat lica Automa o P gina 7 1 Sistemas Autom ticos a ci ncia constr i rob s que calculam a uma velocidade vertinosa e que s o capazes de vencer o poder criando uma grande devasta o Infelizmente a ci ncia ainda n o conseguiu produzir o homem que pensa n o por meio de fios e engrenagens mas com seu ser sens vel e capaz de determinar o destino dos rob s Esse ser sens vel que devemos educar n o apenas para criar e animar os rob s mas para domin los e exaltar os elementos de consci ncia e humanidade que s o a grandeza e a raz o de ser do Hom
31. Acumulador dos Contadores Estado do contador Analog Input AIWO a AIN30 Word O g np 65535 Pnnaga Leitura dos dados anal gicos anal gica AQWO a Oa Eai Controle placa anal gicos anal gica High speed counter HC0 a Doubl 0 a 2 goap HC5 e Contador Alta Contadores de Alta Velocidade velocidade Tabela 12 12 Endere amentos operandos CP Siemens As constantes s o representadas em qualquer base e em ASCII Por exemplo uma word com o n mero 10 em hexadecimal ser representada por 1640004 Automa o P gina 144 9 2 Software de Programa o e Fun es O software de programa o utilizado o Step 7 MicroWin 32 No software de programa o Step 7 MicroWin 32 selecionar os seguintes comandos OO 00U0O 00 Contato NA e NF Rele Bobina Temporizador Contator Liga es verticais e horizontais Fun es Set e Reset Contatos de transi o Fun es especiais Automa o P gina 145 STEP 7 Micro WIN t53 SIMATIC LAD Eq File Edit View PLC Debug Tools Windows Help josgjsn smejo M z sB amanprjes 268 to bo Meela AAR 3 aeon E Corte SBR2 4 E Monitoracao T Tx servo St TEMP EEE E Temperatura Program Block Calculo SBF Tx servo INT_O INTO EN Ez Px Elipse It e Tx Elipse Ik Symbol Table T Tx Servo E Rx Servo It Symbol Address Comment Symbol Table ON SEMPRE SMO O Sistema Sempre LIGADO a D Status Chart x Data Block Network 3 ha
32. ED Light Emitter Diode Semicondutor que emite luz na presen a de corrente el trica LT Less Than Sinal de compara o que indica um registrador menor que outro MG Master Slave Rede de comunica o no padr o mestre escravo M dia Meio f sico para armazenamento e apresenta o de informa o Mem ria retentiva Mem ria que mant m seu conte do intacto ap s uma desenergiza o do sistema Menu Lista de op es de uma tela Microcontrolador Circuito integrado que possui em um mesmo inv lucro microprocessador mem ria e portas de comunica o Microprocessador Circuito integrado que executa instru es e monitora o controle de dispositivos MMI Man Machine Interface Mesmo que IHM Automa o P gina 130 oN Navram Mem ria RAM especial com alimenta o por bateria externa que mant m o conte do armazenado mesmo com o equipamento desligado NEMA National Electrical Manufacturers Association Associa o norte americana que define padr es el tricos VOC Odd Paridade par Informa se a quantidade de n meros um numa mensagem de comunica o um n mero par Overflow Erro de comunica o serial que se caracteriza pela recep o de muitos dados n o permitindo a identifica o dos dados pelo receptor Overram Erro de comunica o serial que se caracteriza pela falta de dados na comunica o P PA Process Automation
33. M Reles Internos PAnanoreS D Variaveis T Temporizadores C Contadores SM Yar Sistema Figura 3 65 Organiza o interna mem ria RAM Neste trabalho utilizamos operando gen rico utilizando a seguinte simboliza o para referenciar os diversos operando de controlador Ex Endere amento de uma entrada ou seja letra E seguida de um n mero sequencial o Sx Endere amento de uma sa da a letra S seguida de um n mero sequencial Mx Endere amento de um operando de mem ria auxiliar a letra M seguida de um n mero Dx Endere amento de um dado de 16 bits a letra D seguida de um n mero o Cx Contador a letra C seguida de um n mero Tx Temporizador a letra T seguida de um n mero Automa o P gina 63 3 9 Programa Podemos definir programa como um conjunto de atividades pr estabelecidas escritas em conformidade com um padr o de linguagem que imp e as a es m quina Para exemplificar melhor poder amos considerar o ser humano como uma m quina e neste caso um programa simples desta m quina poderia ser representado pela sequ ncia de atividades inseridas na tabela 3 7 Atividade Descri o 01 Levantar se com a finaliza o do tempo de descanso 02 Tomar banho 03 Alimentar se 04 Deslocar se at trabalho escola universidade 05 Desenvolver atividades do trabalho escola universidade 06 Esperar meio dia e almo ar 07 Continuar as atividades do per odo da man
34. OM As mem rias RAM s o utilizadas para armazenar os valores Automa o P gina 42 das vari veis do sistema e a FLASHEPROM o programa constantes e configura es Para impedir que os dados da mem ria RAM sejam perdidos ap s uma desenergiza o o controlador l gico possui um sistema especial de alimenta o destas mem rias atrav s de uma bateria de Lithium que a mant m sempre energizada Atrav s do software de programa o definimos a regi o de dados para reten o dos dados ou seja que mant m os dados intactos ap s a desenergiza o do sistema Para garantir a troca de uma bateria descarregada ou defeituosa tamb m utilizado um capacitor em paralelo com a bateria que mant m o circuito energizado durante o processo de troca de bateria ou mesmo de uma falha moment nea da mesma O circuito eletr nico simplificado desta alimenta o el trica est na figura 3 3 Vec Figura 3 46 Alimenta o da RAM Para aumentar a velocidade de execu o dos programas alguns controladores utilizam se da mem ria RAM Ao inicializar o sistema a CPU destes controladores primeiro cria uma c pia da FLASHEPROM para a RAM executando o programa na mem ria RAM a partir deste momento Na figura 3 4 observamos que o programa aplicativo fica armazenado nas duas mem rias mas apenas o programa da FLASHEPROM fica armazenado ap s a desenergiza o do sistema Automa o P gina 43 EPROM Aplicativo Configura es Co
35. OM 1 Protocol PPI Mode 11 bit Highest Station HSA 7 Supports multiple masters Transmission Rate Baud Rate 9 6 kbps Search all baud rates Set PGIPC Interface Cancel Figura 12 125 Configura o canal serial Siemens Para configurar o canal serial assim como o n mero da porta de comunica o e o endere o do controlador na rede utiliza se a op o de lt UPLOAD gt ou lt DOWNLOAD gt e selecionando se lt COMMUNICATIONS gt A figura 12 3 corresponde tela que ser apresentada para configura o da comunica o Para transferir um programa necess rio que o controlador esteja em modo lt STOP gt 9 5 Primeiros Diagn sticos O funcionamento do controlador indicado num primeiro momento pelo estado dos LEDs de sinaliza o do controlador A tabela 12 2 mostra o estado dos LEDs conforme o funcionamento do CP STOP Estado de Funcionamento e Laranja mao MODO RUN Monitora o e modo de altera o PO L D MODO STOP Modo de Programa o O UE a ET Erro de bateria Baixa tens o bateria O PA SS DO Sempogma To uol Automa o P gina 148 Tabela 12 13 Estado leds do CP Siemens Automa o P gina 149 Ficha de Avalia o Nossa institui o avalia os alunos por compet ncias atribuindo as seguintes notas e E Excelente e P Proficiente e S Suficiente e Insuficiente A tabela a seguir deve ser utilizada por voc para ajud lo a ac
36. ON S0 3 Flag de energiza o do CP Siemens S13 Flag de energiza o do CP Telemecanique Tabela 3 7 Endere os de mem rias auxiliares do sistema O endere amento de dispositivos de entrada anal gica depende de cada fabricante e cada um deles tem uma forma especial de transformar os dados presentes na entrada em um sinal digital de 16 bits ou mesmo de forma contr ria enviando os dados para uma sa da anal gica O endere amento e manipula o de dados de uma interface dependem tamb m de tecnologias adotadas pelos fabricantes Recomendamos nestes casos verificar os respectivos manuais dos fabricantes A mem ria RAM ser o dispositivo de origem destes dados e o apontador normalmente estar fazendo refer ncia direta a uma posi o desta mem ria Salientamos que para aumentar a velocidade de processamento a CPU do controlador realiza uma c pia de trabalho do programa do usu rio na mem ria RAM O mesmo ocorre no gerenciamento dos dispositivos de entradas e sa das os quais o controlador faz acesso apenas uma vez no ciclo de funcionamento scan criando uma imagem destes dados para trabalho A figura 3 22 apresenta um diagrama que mostra a organiza o interna de uma mem ria RAM Automa o P gina 62 RAM C pia do aplicativo do usu rio Aplicativo Constantes e Configura es Configura es E Imagem Entrada S Imagem Saida Mem ria Auxiliar oi
37. Unidade de Processamento CPU A unidade de processamento respons vel pelo gerenciamento das atividades de um controlador l gico realizando as atividades de interpreta o do programa leitura e escrita em mem ria e m dulos de sa das A unidade de processamento tamb m conhecida pela sigla de CPU ou UCP A unidade de processamento composta por um componente eletr nico chamado microprocessador ou microcontrolador que definem as principais caracter sticas desta unidade tais como velocidade de opera o quantidade de dados para manipula o e fun es dispon veis para programa o Automa o P gina 41 3 3 2 Mem rias O sistema de mem ria de um controlador respons vel pelo armazenamento de dados e do programa Existindo dois tipos de mem rias do ponto de vista construtivo mem rias RAM e mem rias ROM RAM Random Access Memory s o mem rias de acesso aleat rios para opera o de leitura e escrita Utilizada para armazenar dados tempor rios A principal vantagem da mem ria RAM a sua velocidade de acesso ser superior em compara o com mem rias do tipo ROM A principal desvantagem a volatilidade de seus dados ou seja os dados s o perdidos com a desenergiza o da mem ria Outra tecnologia de mem ria RAM a NVRAM Non Vol til RAM ou seja mem ria RAM com prote o dos dados mesmo com o dispositivo desligado ROM Read Only Memory mem rias apenas de leitura que s o utilizadas para
38. a um dispositivo de entrada ou sa da do circuito do controlador l gico As entradas e sa das digitais e anal gicas os registradores temporizadores e contadores s o operandos do controlador l gico que podem ser utilizados em um programa em ladder Para utilizar se destes operandos necess rio criar uma refer ncia ou endere amento para cada um deles atrav s de apontadores para cada regi o de mem ria Controlador L gico Porta Entrada Porta Saida po E sis 5 af E g S E S o 3 E d DE PE Z Figura 4 74 Endere os do sistema 4 1 3 L gicas de Programa o uma fra o de um programa correspondente a um determinado n mero limitado de instru es que define a ordem de execu o das instru es nesta parte do programa O programa ser executado l gica por l gica a cada ciclo de varredura iniciado na primeira l gica do programa at a ltima l gica quando o sistema reinicia o processo de varredura Automa o P gina 73 ica O l L gica 1 l ica2 J L gica3 3 L gica4 l ica5 ican E Cetek Figura 4 75 Sequ ncia de execu o das l gicas Na l gica o processamento das instru es ocorre dentro de uma ordem definida pelo pr prio fabricante do controlador l gico existindo duas formas b sicas de controle de processamento de l gicas a primeira mais simples consiste na execu o por coluna onde o processamento se d de coluna a coluna
39. aisai iskio tiaia 20 2 4 Transmissores e Sensores siassiosvtrisicicascousrisiciad calote ioiviadiadesscecodaadnindssnidiso stands udesedntede 21 241 Transdutores de Temperaturas saieges curdo asvda Lhrbosid so sas dncafcREsubds Sena hennde fl pia racao cu fetais fases 23 2 42 Transdutar de Press o ic arise ra S ss ro rare ae ro ada 2T 2 4 3 Transdutor de N vel nsssessossersenenenneesenunssnnesrunsenerernsesenrrereseerunseretrrnsesrrrteresrerunsereeerussererereres 28 DAS Sensores FOtOEN O enana a aai Earra aaae a a dese sca nes 2 4 6 Sensores de Fibra tica 2 4 7 Sensores Indutivos 24 8 Sensores MapME NEOS sccretari eda aea aicea int nio leds cb dada deitados asin 2A4 9 Sensores CapacrivOS us idaresiadatmss iriars A A rh sisciata des Enade des sad did Automa o P gina 4 3 41 Exemplo Projeto Eletrico as iuris too iiin sda lina alg s estado Lts Lodo ae HO Lob ias DEC das 51 34 2 Exercicio Prop sto Controle de Linha Cer mica iiaia sitio aa sore israniitos ifre ibid ti asas 55 3 5 ConfioFa O ssesmeirsiesatndiipersic das o asise ieaoo assena iaasa sd sosida osasin 56 3 9 4 Proprama o Diagrama de Bloc S isesuserasinbiLosicripiBis acabe igosaliesaa ads aaaea aaia iai 68 3 9 5 Programa o Diagrama Funcional Seguencial as qacii sosipa iria dis das Rs Tas nanea aiaiai 68 4 Programando em Ladder siaissiispsa ais aasa Do es ad a di ia 70 AS Pa
40. al de envase Utilizar o seguinte algoritmo de controle e Ao habilitar a m quina seguir a sequ ncia abaixo eLigar motor para posicionar produto no bico caso sensor de sa da livre e produto na entrada eQuando existir produto no bico S2 1 acionar v lvula durante 3 segundos e Ao encher a lata desligar o bico e esperar 1 segundo e Ap s espera ligar o motor at atingir o sensor de sa da eLigar motor para posicionar novamente o produto no bico caso sensor de sa da livre e produto na entrada e Repetir passos anteriores enquanto existir recipiente na entrada e a m quina estiver habilitada Automa o P gina 98 4 7 3 Exerc cio 3 Piscar L mpada de Alarme Para o exemplo 4 5 4 modificar o controle do acionamento da l mpada de alarme para chamar mais aten o deixando a l mpada piscando enquanto existir alarme Sendo o tempo de l mpada ligada de 2 segundos e desligada em 1 segundo Dica para resolu o do exerc cio criar um circuito l gica independente com dois temporizadores para controle de um bit auxiliar de mem ria Automa o P gina 99 5 M quina de Estado Somente Hoje dedicarei dez minutos de meu tempo a uma boa leitura lembrando me de que assim como alimento necess rio para o corpo a boa leitura necess ria para a alma Jo o XXIII apud Puebla 1997 p 100 Neste cap tulo analisaremos os conceitos envolvidos na utiliza o de m quinas de estado abord
41. ama em mnem nico de movimenta o e soma de dois valores Linguagem Linguagem m quina de 8085 Mnem nico PES Cu o s 78 Mov A B Movimenta valor de B para A C6 08 Adi 08 Soma 08 com conte do de A e coloca o resultado em A D3 20 Out 20 Envia resultado para o endere o 20 C9 Ret Retorna ao inicio Tabela 3 9 Linguagem de m quina Para desenvolvimento de um programa mais sofisticado que exija um n mero maior de comandos a linguagem mnem nica n o a ideal pois precisar amos de muito tempo para o desenvolvimento da aplica o Para reduzir o tempo e facilitar a programa o foram criadas novas linguagens que tornaram mais leg vel o c digo elaborado As linguagens mais f ceis de entender que s o mais leg veis s o classificadas como linguagens de alto n vel ou seja baixo n vel corresponde a linguagem de m quina alto n vel corresponde a nossa linguagem corrente quanto mais pr ximo da nossa linguagem estiver a programa o mais alto n vel ser est linguagem Depois de criar o programa deve se utilizar um compilador para converte a linguagens de alto n vel para o c digo bin rio que ser enviado para a mem ria do controlador Os compiladores fazem parte dos ambientes de programa o fornecidos pelos fabricantes dos controladores e na maioria das vezes o processo de compila o feito de forma autom tica durante a transmiss o e recep o do programa para o controlador Automa o P gina 6
42. amos um diret rio chamado DADOS e no segundo caso um ORIGINAL Figura 8 1 O diret rio DADOS dever ser utilizado para armazenar par metros e programas do sistema e para melhorar a organiza o destes dados este diret rio deve ser dividido em tr s partes EL TRICA PARTICULAR e ADMINISTRA O Por sua vez estes diret rios subdivididos conforme a necessidade do ambiente de trabalho Automa o P gina 114 g Disk1 vol C E B Arquivos de Programa Meus Documentos Cdrom Dados Eletrica Particular Administracao J Original Altus Omron Siemens Telemecanique Weg BCM Atos Temp Windows Figura 8 118 Estrutura de arquivos inicio raiz O diret rio DADOS ELETRICA Figura 8 2 subdividido em v rios subdiret rios um para cada aplicativo e ou configura o O nome de cada diret rio corresponde ao nome da m quina processo Como exemplo observe o caso da PRENSA XYZ que utiliza controlador l gico e inversores de frequ ncias al m de programa de supervis o Neste caso foi criada a pasta subdiret rios LADDER SUPERVISORIO PRENSA XYZ com os Automa o 115 INVERSORES e MANUAIS No diret rio LADDER armazena se o programa em ladder do aplicativo no SUPERVISORIO o arquivo de configura o da aplica o bem como todos os arquivos fontes utilizado O diret rio INVERSORES utilizado para armazenar as configura es dos inversores Por ltimo o diret
43. ando os conceitos de utiliza o e como transport lo para a linguagem ladder A m quina de estado tamb m conhecida por diagrama de estado 5 1 Defini o M quina de estado uma ferramenta gr fica de auxilio a programa o que permite representar o funcionamento de um sistema atrav s de estados de funcionamento e as transi es entre os estados 5 1 1 Estado O estado o espa o reservado do diagrama que define uma a o no acionamento do sistema A todo estado associada no m nimo uma a o e um n mero que identifica este estado O n mero associado ao estado deve ser nico n o podendo ser repetido a outro estado dentro do mesmo diagrama A numera o dos estados n o precisa ser sequencial e deve ser utilizada a melhor forma de organiza o Automa o P gina 100 que o programador encontrar utilizando sempre os n meros inteiros positivos a partir do n mero 1 um A o Q GO E Figura 5 105 Representa o do estado O estado representado por uma figura geom trica fechada dividida em duas partes uma parte menor com o n mero do estado e uma parte maior para a descri o da a o referente ao estado A figura 5 1 mostra algumas formas para representar o estado Neste trabalho adotamos a representa o do estado atrav s de um ret ngulo 5 1 2 Transi o A transi o a liga o entre dois estados A mudan a de um estado ativo para outro somente ocorre quando a condi o associa
44. ar a aproxima o de materiais ferromagn ticos O funcionamento do sensor baseia se na intera o de um campo eletromagn tico de alta frequ ncia com o material a ser identificado O campo de alta frequ ncia produzido por oscilador transistorizado e este campo direcionado para fora dos elementos ativos do sensor formando uma regi o sens vel interfer ncia magn tica A aproxima o de um metal a esta regi o provoca a altera o do campo eletromagn tico original ocasionando internamente a comuta o da sa da do sensor Automa o P gina 35 Oscilador Retificador Detector Amplificador E de n vel de Sa da Dist ncia Sensora Figura 2 39 Diagrama de blocos sensor Indutivo A m xima dist ncia de intera o do campo magn tico entre sensor e objeto chamada de dist ncia sensora Figura 2 40 Ilustra o sensor indutivo 2 4 8 Sensores Magn ticos O sensor magn tico utiliza o para identificar o posicionamento de certos atuadores O funcionamento do sensor baseia se na intera o de um campo magn tico fixo de um im com uma micro chave el trica comutada por campo magn tico Este tipo de sensor bastante utilizado para identificar o posicionamento dos atuadores pneum tico onde a chave fixada na parede externa do cilindro e o im est preso no embolo do pist o Sinaliza o Micro chave Figura 2 41 Diagrama de blocos sensor magn tico Automa o P gina 36 Para faci
45. armazenar programas e constantes Existem diversas tecnologias de mem rias ROM as principais s o a EPROM e a FLASHEPROM A EPROM Erasable Programmable ROM muito utilizada em m quinas antigas uma mem ria que permite a rescrita atrav s de um programador as principais desvantagens s o a necessidade da utiliza o de um programador exclusivo e de um apagador com luz ultravioleta A mem ria FLASHEPROM uma tecnologia mais recente que permite apagar e escrever atrav s de sinais el tricos sendo bastante utilizadas para armazenamento de programas aplicativos e dados dos controladores A flexibilidade na manipula o de dados da mem ria FLASHEPROM permite que sejam tamb m utilizadas para computadores tipo PC atrav s do canal USB em equipamentos chamados pendrives pois permite o apagamento e a reescrita de informa es atrav s de sinais el tricos de forma simplificada Diz se que a mem ria FLASHEPROM apenas de leitura pois a libera o de uma posi o de mem ria utilizada n o permitida de forma individual A libera o de posi es de mem rias deve ser feita em blocos dependendo da tecnologia construtiva do dispositivo Normalmente para as mem rias utilizadas nos controladores l gicos o tamanho do bloco corresponde ao tamanho da pr pria mem ria e desde modo para liberar posi es deve ser apagado todo o conte do da mem ria Nos controladores l gicos s o utilizados os dois tipos de mem rias RAM e FLASHEPR
46. ave de partida direta Automa o P gina 67 Ladder Diagrama El trico F Liga Desliga Motor Desliga Motor Liga H Motor H Motor N Figura 3 66 Diagrama ladder X el trico 3 9 4 Programa o Diagrama de Blocos Diagrama de blocos uma linguagem gr fica tamb m conhecida por diagrama de blocos de fun es A programa o nesta linguagem consiste em representar graficamente as opera es da lista de instru o atrav s da interliga o dos blocos representativos de cada fun o No exemplo da figura 3 24 vemos uma l gica e entre EO e E1 e um bloco timer para temporizar esta opera o com resultado na sa da S1 A entrada E3 serve para inicializar reset o temporizador Figura 3 67 Diagrama em blocos de fun es A linguagem de diagrama de blocos bastante utilizada hoje em dia pelos pequenos controladores tamb m chamados de NANOCLP ou reles temporizados 3 9 5 Programa o Diagrama Funcional Sequencial Diagrama funcional sequencial ou SFC do ingl s Sequential Function Chart uma linguagem semelhante ao Grafcet que permite descrever as Automa o P gina 68 atividades sequenciais de uma m quina atrav s de etapas a es transi es e condi es O SFC dividido em etapa de execu o para cada etapa existe uma ou mais a es que ser o executadas Entre duas etapas existe uma transi o e para cada transi o uma ou mais condi es que far o o sistema evo
47. bilita PortO para FREEPORT A E E t Status Chart i System Block O Elipse utiliza a porta de comunica o 1 em 9600 bps F p Cross Reference utilizando o driver FREEPORT ou seja porta de configura o livre e estas rotinas definem o protocolo de comunica o da E porta Data Block i Communications B wizards Tools Quando a chave de RUN estiver ATIVA a porta ZERO responder ao protocolo FREEPORT comunicando com o software Instructions ELIPSE es a s G Favorites CAso contrario na posi o TER o CLP comunicar com o software de programa o System Block E Bit Logic Clock w Communications RI Compare e3 Convert E Counters E Floating Point Me Symbol Address Comment H E Integer Math ChaveRUN SMO Chave de sele o de comunica o Run T erminal Interrupt w G Logical Operatior E Move GA Program Control H E Shift Rotate m a String E Table Timers A N Network 4 Habilita Interrup es para Comunica o Figura 12 124 Software de programa o Siemens No help do software s o encontradas com detalhamento as funcionalidades de cada item utilizado para a programa o do CP s rie 200 A maioria das fun es que foram listadas neste livro tem correspond ncia com as fun es utilizadas no configurador Step 7 MicroWin 32 No software de programa o estas fun es s o agrupadas conforme sua utiliza o como segue o B
48. bina endere ado por S01 ativa quando o contato NA com E01 estiver com n vel UM e o contato NF de E02 com n vel ZERO E01 0 E02 0 S01 0 L gica ladder Ei ES o E01 1 E02 0 801 1 E01 0 E02 1 S01 0 emos HO o Ef 1 as Figura 4 81 Fun o l gica E em ladder No segundo exemplo o rele bobina endere ado por S03 fica ativo quando o conte do do endere o E04 for ZERO acionando o contato NF Tamb m aciona quando o conte do de E07 for UM pois aciona o contato NA O conte do de S03 igual a UM quando E04 igual a ZERO OU EO 7 igual a UM Automa o P gina 77 Caso 1 aso 3 E04 0 503 1 E04 1 S03 0 L gica ladder E E07 0 E07 0 E04 503 Caso 2 E07 Caso 4 E04 0 s503 1 E04 1 503 1 WI IH E07 1 07 1 Figura 4 82 Fun o l gica OU em ladder A figura 4 13 faz referencia a uma opera o AND e a figura 4 14 faz referencia a uma opera o OR e este fato muito til na simplifica o de l gicas atrav s de otimiza o utilizada na eletr nica digital como os mapas de Karnaugth para reduzir o tamanho de l gicas 4 3 Exemplos com Contatos e Bobinas 4 3 1 Partida direta de motor Representar uma chave de partida direta com a utiliza o de l gicas ladder Sabendo se que o circuito el trico a ser utilizado nesta aplica o o da figura 4 15 e a legenda da figura B1 botoeira liga NA BO botoeira desliga NF Em1 Chave de emerg ncia NA k1
49. ca E01 M43 M43 HHpPuiso TA s E M43 M43 Por Colunas Por Linhas E01 I M I TE o ma3 m j Figura 4 77 Exemplo execu o interna de l gica 4 2 Contatos NA NF e Bobinas Os elementos b sicos de programa o em ladder s o divididos em dois grupos os elementos de programa o de entrada e os elementos de sa da 4 2 1 Elementos de Entrada Os elementos de entrada servem para controlar o fluxo da corrente el trica virtual permitindo bloquear ou liberar a passagem desta corrente Os contatos NA normalmente aberto e NF normalmente fechado s o os dois elementos de entrada b sicos de programa o O contato NA representado na figura 4 10 um elemento que faz refer ncia a um operando bin rio do sistema Este operando corresponde a um endere o de entrada sa da ou mesmo um operando de mem ria auxiliar Automa o P gina 75 Sempre que o valor do operando estiver com n vel l gico um o contato NA deixar fluir a corrente virtual de sua entrada lado esquerdo para a sua sa da lado direito Endere o E1 Caso entrada 1 Caso entrada 1 estiver desligado estiver ligada n o existe energia existe energia na na saida saida do contato Figura 4 78 Contato NA O contato NF tamb m um operando bin rio com endere amento semelhante ao contato NA Quando o elemento que refer ncia este contato estiver com n vel um o elemento bloqueia a corrente virtual Quando o endere o que referencia o contato e
50. chamado de per odo de tempo T Temperatura C T 50s 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 tempo s Figura 2 12 Amostragem de sinal ao longo de um per odo 2 2 Sinais Digitais Sinais el tricos digitais s o formados por sinais que tem seus n veis variando entre dois n veis de energia pr estabelecidos definidos como n vel O zero e n vel 1 um Representamos vari veis de nosso dia a dia atrav s de sinais el tricos digitais tais como Automa o P gina 19 Aberto fechado atrav s de sensor indutivo magn tico e fim de curso Ligado desligado atrav s de contato auxiliar de um contator Cheio e vazio atrav s de sensor de n vel tipo b ia ou capacitivo Avan ar Retornar comando para um cilindro pneum tico Posi o Ocupada Desocupada atrav s de sensor tico ou indutivo Quente Frio atrav s de termostato Press o Baixa Alta atrav s de pressostato Ligar e desligar comando para um motor t g Figura 2 13 Dispositivos associados a sinais bin rios Botoeira cilindro contator e fim de curso 2 3 Sinais Anal gicos S o sinais el tricos continuo no eixo do tempo que apresentam o n vel da grandeza dentro de uma faixa de valor podendo assumir qualquer valor entre os limites desta faixa Idealmente um sinal anal gico assume um valor entre os limites do infinito de forma real estes valores ter o uma faixa definida Automa o P gina 20 T
51. circuito S01 VM1 L mpada vermelha 01 S02 AM1 L mpada amarela 01 S03 VD1 L mpada verde 01 S04 VM2 L mpada vermelha 02 S05 AM2 L mpada amarela 02 S06 VD2 L mpada verde 02 OVO 0U0OO Automa o P gina 96 Figura 4 102 Sem foro O algoritmo de controle o seguinte e Ligar a l mpada verde durante 10 segundos e Ligar a l mpada vermelha durante 13 segundos e Ligar a l mpada amarela durante 3 segundos e Utilizar a seguinte sequ ncia primeiro ligar a l mpada verde ap s tempo de verde ligar a l mpada amarela ap s tempo de amarela ligar a l mpada vermelha Ao ligar l mpada vermelha tamb m ligar a l mpada verde do outro sem foro Veja diagrama da figura 4 35 VD1 Tempo AM1 Tempo VM1 VM2 Tempo AM2 Tempo VD2 Figura 4 103 Diagrama de tempo do sem foro 4 7 2 Exerc cio 2 M quina sequencial Definir um programa em ladder para a m quina sequencial de envase de l quidos representada na figura 4 36 Onde temos os seguintes sinais o E01 Ha habilita m quina E02 S1 sensor tico de presen a de recipiente na entrada Automa o P gina 97 o E03 S2 Sensor tico de presen a de recipiente no bico o E04 S3 Sensor tico de presen a de recipiente na sa da S01 M1 contator aciona motor 1 da correia de transporte S02 Bico Aciona bico de dosagem S1 J Me g TG Figura 4 104 M quina sequenci
52. da transi o for verdadeira Podemos associar varias condi es para uma mesma transi o utilizando as opera es l gicas e AND e ou OR A transi o representada por uma seta que liga os dois estados identificando a condi o necess ria para a valida o da transi o A figura 5 2 demonstra como representar a transi o entre dois estados Condi o Figura 5 106 Representa o da transi o Para simplificar o diagrama deixando o mais limpo utilizamos algumas defini es para a representa o do diagrama de estado A compara o com o n mero um omitida Ex se condi o for x 1 representamos apenas x Automa o P gina 101 Caso a opera o l gica utilizada entre as condi es for opera o e tamb m omitimos esta opera o A figura 5 3 mostra esta representa o U A au uv estaQu U A au uv est ou Condi o 1 ne e Condi o 1 Condi o 2 Condi o 2 e Condi o n Condi o n 7 A n dn estadr 7 A n dn estadr Figura 5 107 Simplifica o l gica E na transi o A opera o l gica ou simplificada utilizando se de outra transi o entre os dois estados A figura 5 4 demonstra como fazer esta simplifica o U A au uv estau U A au uv estou Condi o 1 O O O ou S IS JS ae o a o Condi o 2 Ss IE IS ou AR AR S a o Condi o n N 3 7 A n dn estadr 7 A
53. de um endere o que referencia a posi o e a regi o de mem ria Os dispositivos de entradas digitais bem como os de sa das s o representados normalmente por uma letra que representa entrada ou sa da mais um n mero sequencial representando o endere o do byte ou word do bloco de mem ria apontado Como segue nos exemplos abaixo Endere o Descri o X1 a X125 Entrada digital CP TPO2 WEG contagem continua a partir de X1 Y1aY125 Sa da digital CP TPO2 WEG contagem continua a partir de Y1 E0 0 a E50 7 Entrada digital CP Altus grupos divididos em octetos a partir de EO S10 0 a S50 7 Sa da digital CP Altus grupos divididos em octetos a partir do ltimo n mero reservado para a entrada Via software o programador pode definir o n mero inicial para a sa da 0 00 a 19 15 Entrada digital no OMRON numerado de forma continua a Cada bloco de 16 bits 10 00 a 10 00 Sa da digital no OMRON endere amento continuo a cada grupo de 16 bits para a s rie CPM2A 10 0 a 17 7 Entradas digitais para CP Siemens endere amento por octeto Q0 0 a Q7 7 Sa das digitais para CP Siemens endere amento por octeto 11 0 a 13 16 Entradas digitais CP Telemecanique endere amento de cada bloco de Automa o P gina 60 E S a partir do endere o zero Tabela 3 5 Endere os de entradas digitais As mem rias auxiliares s o endere adas de diversas formas atrav s de bit ou de grupos de 16 bits Cada fabricante define o seu pr prio sis
54. do atrav s do nome do bloco seguido de B W ou D para 8 16 ou 32 bits respectivamente mais o endere o do primeiro byte de mem ria correspondente Para endere ar um bit individualmente informar o nome do bloco juntamente com o endere o do byte separando o n mero do bit com um ponto Input y IB0OalB7 Byte 1282 i0 0a17 7 Bin rio 0a1 Register 127 Manipula o do bloco Manipula o dos endere os entrada individuais Descri o Endere o Tipo ini Endere o Tipo Range Output E r QB0aQB7 Byte 1282 qooaar7 Bin rio 0a1 Register 127 Sa das Manipula o do bloco de Manipula o dos endere os sa das individuais DS E Rang E Descri o Endere o Tipo a Endere o Tipo Range MBO a MB31 Memory e 128 a MO 0a M31 7 e a Byt Bin rio 0a1 Variable VBO a Ye 427 vo0aV5119 7 VB5119 Mem ria Manipula o de bloco de 8 Manipula o dos endere os Auxiliar bits individuais Automa o P gina 141 MDO a Variable o Word 32768 MD28 Double SE 32767 VDO a Word VD5116 Mem ria Manipula o de bloco de 16 Auxiliar bits Special SMBO a SMO 0 a PESER Mem ria Pontos bin rios interno do sistema Sistema P Ex SMO 5 Pulso de um segundo deter TO e T64 Word O a 65535 TO e T64 Bin rio on delay Manipula o de bloco de 32 bits Acumulador dos temporizadores em mil simos Informa o estado do temporizador Temporizador de segundos O range Utilizado pela instru o de corresponde a ze
55. e E01 e E02 estarem ativos Fonte 24 Vec S01 C E01 E02 Sensor Controlador d L gico E S01 C ao Fase Figura 4 85 Controle de agitador diagrama el trico e fluxograma da f brica Neutro E01 EO 501 Hm Figura 4 86 Solu o controle de agitador 4 3 3 Controle de Alarmes Em um sistema autom tico uma caracter stica muito importante relaciona se com o retorno do estado dos equipamentos e a utiliza o de alarmes para sinalizar as condi es inesperadas e eventos do processo O sistema de alarme dividido em duas partes uma sonora e uma apenas visual Normalmente o alarme visual tem a fun o de sinalizar um alarme existente no sistema permanecendo com a sinaliza o ligada at que cesse o evento que gerou o alarme J o alarme sonoro tem a fun o de alertar o operador para a ocorr ncia de um novo alarme ou um alarme critico em atividade Para os alarmes cr ticos como por exemplo press o alta na caldeira este alarme Automa o P gina 80 somente deixar de sinalizar quando finalizar o evento que o gerou semelhante ao alarme luminoso Quando o alarme gerado n o for cr tico ao sistema o operador aciona um bot o no painel para silenciar o alarme indicando que j tomou ci ncia do ocorrido O alarme sonoro dispara novamente quando surgir um novo alarme Para frisar este conceito sobre alarmes desenvolveremos a l gica de controle deste sistema seguindo os procedime
56. e hardware do equipamento a fim de comunicar e identificar falhas do equipamento E importante Automa o P gina 120 saber como se comportam os sinalizadores visuais led de funcionamento Ver como o operador comanda a m quina dedicar um per odo para o funcionamento da m quina e confrontar o manual de opera o com a forma utilizada para opera o Manter o painel el trico organizado ao finalizar a manuten o deixar o painel limpo colocando todos os fios dentro das calhas numerar os fios e atualizar o esquema el trico Ap s ocorrer o problema e observado as regras anteriores complementar com os seguintes itens Verificar relato do problema Simular o problema se poss vel Verificar as tens es el tricas Verificar botoeiras de comando Verificar estado do controlador e equipamentos ver sinalizadores visuais do controlador Monitorar o software Substituir dispositivos defeituosos O primeiro ponto para uma manuten o r pida identificar corretamente o problema O segundo passo identificar as poss veis causas isolando as uma a uma at resolver a s falha s N o devemos esquecer que utilizar o suporte ao cliente dos fornecedores atrav s de telefone internet e visita presencial de um t cnico da empresa neste caso importante manter o cadastro de fornecedores sempre atualizado 6 6 Melhorias em M quinas Normalmente as m quinas antigas al m de n o possui
57. em FREINET apud PUEBLA 1997 p 20 1 1 Introdu o A automa o um processo de engenharia que identifica comportamentos repetitivos em m quinas e processos a fim de determinar a utiliza o de mecanismos e sensores para reprodu o destes movimentos e a es Garantindo pelo menos um dos seguintes objetivos Aumento da Produtividade Aumento da Qualidade Aumento da Seguran a e Evitar contato manual Automa o P gina 8 Em um sistema autom tico a produtividade normalmente maior pois a sincronia dos mecanismos feita de tal modo a reduzir os intervalos de tempos entre duas tarefas 1 Exemplo1 Sincronia das esmaltadeiras em linha de esmalta o cer mica 2 Exemplo2 Aumento de produ o em uma m quina de envase autom tico de refrigerantes 3 Exemplo3 Sistema de dobra e fura o autom tico reduz o tempo de produ o pois evita medi o de cada opera o A qualidade do produto assegurada pois os movimentos dos mecanismos s o precisos garantindo a repetibilidade dos movimentos indefinidamente e a produ o de produtos sempre com a mesma qualidade o Exemplo1 Sistema de dosagem de ingredientes pois permite que a quantidade de cada produto dosado seja sempre a mesma o Exemplo2 Aumento da qualidade de queima em um forno cer mico para evitar a produ o de produtos de classifica o de 2 ou 3 Exemplo3 Linha para corte com precis o de chapa met lica
58. em superf cies refletoras que n o sejam o prisma refletor na maioria das marcar comerciais a luz do sensor polarizada neste caso o sensor somente identificar a luz que for refletida no prisma pois ao refletir se no prisma ela envia luz em todas as dire es enquanto em uma superf cie plana a luz refletida com a mesma polaridade O receptor est ajustado para receber o sinal da luz polarizada com 90 de defasagem do sinal emitido Sensor Sensor Prisma Prisma Detalhe Figura 2 36 Polariza o do sinal de Luz 2 4 6 Sensores de Fibra tica Os sensores de barreira e difuso tamb m s o apresentados com a tecnologia da fibra tica podendo ser utilizado em local de dif cil acesso e com alta sensibilidade de detec o de pequenos detalhes Uma aplica o do sensor de fibra tica a contagem de copos pl sticos atrav s da borda dos mesmos conforme mostra o diagrama da figura 2 31 Automa o P gina 34 Vista frontal Vista lateral Persectiva Copo Copo Copo em m O missor Receptor Sensor Emissor Receptor Figura 2 37 Exemplo utiliza o sensor fibra tica de barreira O circuito do sensor composto de um driver para convers o dos sinais el tricos em ticos e vice versa conforme diagrama da figura 2 32 Alimenta o Driver enaneg Figura 2 38 Diagrama el trico sensor de fibra tica 2 4 7 Sensores Indutivos O sensor indutivo utiliza o para identific
59. emperatura C Is L TAE NZ 93 121 275 337 435 975 1092 1236 tempo minutos 87 74 Figura 2 14 Curva vari vel anal gica As grandezas f sicas relacionadas abaixo s o utilizadas preferencialmente como grandezas anal gicas pois o controle das vari veis ser feito de uma forma mais adequada Temperatura Press o Vaz o N vel de um tanque Massa em uma balan a Luminosidade Umidade Velocidade Posi o Tonalidade Concentra o de oxig nio N vel pH 2 4 Transmissores e Sensores Os sensores s o os elementos prim rios que transformam uma grandeza f sica qualquer em um sinal el trico E normalmente s o utilizados em conjunto com equipamentos transmissores que servem como amplificadores do sinal para transmiss o dist ncia bem como para convers o do sinal de entrada para um valor de tens o corrente a n veis padronizados Automa o P gina 21 Figura 2 15 Sensor indutivo Al m dos sensores e transmissores num sistema de coleta de sinais tamb m s o utilizados os conversores que s o equipamentos eletr nicos que servem para converter um sinal prim rio em um sinal el trico padronizado Na figura 2 10 observamos a utiliza o de um conversor entre o sinal do sensor de temperatura e o controlador neste caso o conversor foi utilizado para ajustar a faixa de valor obtida pelo sensor para a faixa de utiliza o do controlador 0
60. ere o inicializado pela letra C seguido de um endere o num rico este endere o faz refer ncia ao valor do acumulador e ao operando de sa da Contador Acumulador Saida Habilita H Contador y Habilita Reset Reset Limite Figura 4 92 Simboliza o contador impl cito e expl cito 4 5 2 Temporizadores O temporizador um elemento de programa o utilizado para contagem de unidades de tempos auxiliando no controle e monitora o de vari veis externas A unidade de tempo m nima chamada de base de tempo do temporizador e varia conforme o fabricante do CP normalmente a base de tempo dada em d cimos de segundos Este elemento comumente utilizado em l gicas com as seguintes finalidades Atrasos de tempo entre dois equipamentos Acumula o de tempo de processo Automa o P gina 89 Circuito alternador ast veis para piscar alarmes Histerese em controle de agitadores e n veis Existem dois tipos de temporizadores quanto a sua forma de inicializa o ou seja com reset independente ou n o Abaixo temos a representa o destes temporizadores no temporizador sem o reset independente o sinal que habilita a temporiza o corresponde tamb m ao sinal de inicializa o ou seja o temporizador est habilitado temporizando algum evento ou est com o seu valor em zero J no temporizador com reset independente os sinais de habilita o e reset s o independentes e a temp
61. esliga Bobina Desbobinador N Desbobinador Gerador de Pulsos Figura 5 117 Desbobinador e corte autom tico Procedimentos para controle o O sistema ser habilitado sempre que for dado um pulso em B1 o O sistema dever ser desabilitado sempre que for dado um pulso em BO Quando o sistema estiver habilitado ele deve ligar o motor Ap s 10 pulsos no gerador de pulsos deve se desligar o motor e acionar a guilhotina A guilhotina deve ficar acionada por 1 segundo Ap s finaliza o do tempo de guilhotina o painel dever ser desabilitado automaticamente Automa o P gina 112 6 Manuten o Sabe que n o acredito que algu m jamais tenha ensinado alguma coisa a outro Duvido da efic cia do ensino A nica coisa que sei que quem quiser aprender aprender E talvez o professor seja um fator que facilite uma pessoa que apresenta as coisas e mostra aos outros como empolgante e maravilhoso e os convida a provarem ROGERS apud BUSCAGLIA 1996 p 23 A automa o um processo de engenharia que envolve o desenvolvimento de mecanismos com acionamentos pr definidos atrav s de um programa para controladores l gicos Este programa desenvolvido via computador pessoal assim como a maioria dos dispositivos eletr nicos tamb m possuem configuradores via computador Um sistema de automa o completado por outras informa es al m dos programas tamb m fazem parte da automa o os de
62. evitando a sobra de cavacos Figura 1 1 Sensores de barreiras Alguns mecanismos s o feitos tamb m para impedir o contato humano evitando acidentes de trabalho desta forma contribuindo com a seguran a do usu rio E tamb m na higieniza o de produtos ou embalagens para produto de consumo humano Automa o P gina 9 4 Exemplo 1 Manipula o de produtos qu micos 5 Exemplo 2 Produ o de medicamentos 6 Exemplo 3 Produ o de pratos e copos descart veis 7 Exemplo 4 Envase de produtos aliment cios Existem tamb m automa es que s o feitas apenas para controlar alarmes e falhas de um sistema contribuindo com a seguran a e evitando expor o ser humano ambiente potencialmente perigoso gt Exemplo 1 Controle de alarmes em planta de extra o de leo de soja o Exemplo 2 Sistema de falhas em plataforma de petr leo gt Exemplo 3 Sistema de falhas e barreiras de prote o para prensas gt Exemplo 4 Controle de Temperatura de um autoforno A automa o tamb m importante para seguran a da m quina impedindo que os mecanismos da m quina sejam autodestru dos durante o funcionamento da mesma 8 Exemplo1 Controle de alimentador de prensa hidr ulica 9 Exemplo2 Controle de press o de sistema de filtragem 10 Exemplo3 Controle de parada a vazio para elevadores de gr os e p s O processo de automa o dividido em duas partes distintas automatiza o ou mecaniza o e
63. h 08 Finalizar as atividades s 18 horas 09 Retornar para casa 10 Tomar Banho 11 Jantar ou Caf 12 Atividade com a fam lia amigos escola 13 Descansar 14 Inicializar novamente no passo 01 Tabela 3 8 Programa simples Este pequeno programa corresponde atividade em blocos da m quina humana Cada bloco de atividade corresponde a uma fun o que pode ser subdividida em outras atividades por exemplo no passo 11 n o definimos os movimentos das m os boca e outros para que o corpo possa receber o caf Em outro momento da descri o realizaremos esta particulariza o Ainda para o exemplo citado ser necess rio alguns ajustes entre uma m quina e outra como por exemplo o tempo para intervalo de almo o e descanso Automa o P gina 64 O programa de um controlador desenvolvido atrav s de uma linguagem em que a m quina entenda sua codifica o e ao mesmo tempo seja de f cil compress o por parte do programador para que o processo de programa o e manuten o ocorra com o menor tempo poss vel A facilidade de programa o tamb m influ ncia na flexibiliza o do programa para ajustes no conjunto de atividades programadas A primeira linguagem utilizada para programa o das m quinas eletr nicas foi a linguagem de mnem nicos que consiste em fazer uma analogia direta da linguagem de m quina ou bin ria com c digos do alfabeto no caso o alfabeto ingl s Na tabela 3 8 podemos ver um pequeno progr
64. imo estado P Inicio M102 S1 52 33 Move O D11 VA TD Habilita M100 Habilita 0 s s2 M108 51 52 53 M102 S1 0 s3 VAI R S3 0 S1 0 M104 S2 0 R M108 R M1 M104 M1 F Jo 4 M1 0 l M100 Habilita S1 52 53 M104 M119 4 Move 8 rd 8 Maquina Estado 9 ni R s aquina2 Estado R S3 0 M104 M104 cR R M108 M108 R S M102 Mi M108 M1 M1 1 l C ja M1 1 Ho Figura 5 115 Ladder correia da m quina seq encial Automa o P gina 110 P Inicio M112 TI Mor 0 Di IHI Habilita M110 Habilita 0 E S2 0 indi 3 segundo M110 Bico M114 O Bico 0 4 Bico 0 M110 Habilita M104 52 AHRI M110 Wii Habilita Maquina1 Estado4 M112 S2 s M114 R Tempo gt 1 segundo M119 R M112 pi Bico 1 M119 Bico 9 Bico 0 G Figura 5 116 Ladder bico dosador da m quina seq encial 5 4 Exerc cios 5 4 1 Exerc cio 1 Desbobinador e Corte Autom tico Definir diagramas de estados e programa ladder para controle de uma m quina desbobinadora com guilhotina para corte autom tico onde temos os seguintes sinais E01 B1 Bot o liga sistema E02 BO Bot o desliga sistema E03 Pulso Entrada de contagem de pulsos S01 M1 Motor desbobinador S02 V1 V lvula de acionamento da guilhotina Automa o P gina 111 Painel de controle Com bot es Liga D
65. iniciando se pela coluna mais esquerda at a atingir a ltima coluna direita Figura 4 8A O outro m todo de controle de l gicas consiste na execu o da l gica linha e coluna ou seja executa se a l gica por linha e armazena se a condi o l gica das liga es verticais encontradas na linha para retornar e continuar a execu o das linhas a partir desta condi o Figura 4 8B Para evitar erros de programa o importante que se tenha o conhecimento pr vio deste processamento atrav s dos manuais de programa o dos controladores l gicos B A Ponto de Retorno Figura 4 76 Sequ ncia de execu o interna das l gicas Automa o P gina 74 Na figura 4 8 podem se visualizar os dois principais m todos utilizados pelos controladores l gicos para execu o do programa No primeiro m todo o controlador executar a l gica por colunas enquanto que no segundo o m todo a sequ ncia feita por linha sendo que os pontos de deriva es verticais s o guardados a fim de continuar est ramifica o ao final da linha atual Veja o que acontece com a l gica da figura 4 9 sendo executada em controladores com tecnologias diferentes No CP de tecnologia por coluna temos um circuito multivibrador ast vel que gerar um pulso a cada troca de sinal de E01 enquanto no segundo m todo a sa da permanecer sempre desligada e para gerar o pulso como na tecnologia anterior precisar amos modificar a l gi
66. iros em observar a atitude do goleiro advers rio em avaliar a dist ncia at o gol em imaginar uma estrat gia para passar pela defesa em localizar o rbitro etc Outros tantos esquemas podem ser trabalhados separadamente no treino mas um ataque eficaz depender da sua orquestra o PERRENOUD 1999 p 24 3 1 Defini o Um sistema autom tico formando pelo conjunto entre controlador l gico e mecanismos de acionamentos A integra o destes dispositivos com o meio ocorre atrav s de sinais el tricos de entrada provenientes de sensores botoeiras etc e de dispositivos de sa da ou seja atuadores tais como solen ides v lvulas motores contatores l mpadas etc A figura 3 1 mostra um diagrama com v rios elementos utilizados em um sistema autom tico Automa o P gina 38 Sensores Sensor posi o sotoeias Q p lt Fim ne curso Computador pessoal Modulo Leitura Balan a l lfa Mod3104 Cilindros dos ae Pneum ticos Mo Controlador L gico Controle Velocidade Motor T TRT MT a i E E E m TAAA TAA Maa aE El RT Interfaces Encoder Temperaturas Motores Servomotores Figura 3 44 Representa o controlador e perif rico No diagrama da figura 3 1 observamos que o controlador l gico o elo de interliga o entre os dispositivos de entrada e sa da Este controle feito atrav s de um sequenciamento de atividades pr estabelecidas programa armazenad
67. it Logic Contatos e bobinas Clock RTC Automa o P gina 146 oooooooooooooogo Communications Comunica o serial Compare Compara o Convert Conversa o Counters Contadores Floating Point Math Manipula o de n mero com pontos flutuante Integer Math Opera es aritm ticas inteiras Interrupt Interrup es Logical Operation Opera es booleanas Move Movimenta o de dados Program Control Saltos e Subrotinas Shift Rotate Deslocamento de registradores String Manipula o de ASCII Table Manipula o de tabelas Timers Temporizadores 9 3 Configura o N o existem configura es para os programas b sicos feitos em ladder para o Step 7 MicroWin 32 Somente ser necess rio a configura o quando se utiliza comunica o serial a utiliza o de IHM contador de alta velocidade e nestes casos utilizamos as mem ria do sistema lt SM gt para realizar esta configura o via ladder 9 4 Inicializando a Comunica o No software S7 200 MicroWin para inicializar a configura o com o controlador da s rie 200 basta solicitar atrav s do comando a opera o lt UPLOAD gt lt DOWNLOAD gt e ou lt monitora o gt Automa o 147 P gina Communications Address Local PC PPI cable PPI Address O m Double Click TO toRefresh Remote PLC Type lv Save settings with project Network Parameters Interface PC PPI cable C
68. l trico deste exerc cio mostrado no diagrama da figura 4 22 Automa o P gina 86 Alimenta o E02 E03 E04 E05 E06 E07 E08 Controlador L gico 801 502 sos S504 C Fase k1 Neutro Figura 4 90 Circuito el trico sistema de transporte 4 4 4 Sistema de dosagem Em um sistema de dosagens de macro ingredientes controlar o deslocamento de um carro de mistura de forma autom tica atrav s das seguintes condi es Ligar o carro para direita sempre que for pressionada a botoeira BO ou seja BO 1 gt Parar o movimento nas posi es 1 2 e 3 gt Retornar o carro para posi o 1 ao chegar ao fim de curso que indica fim de trilho Observa o descarga do produto no carro feita de forma manual ap s o carro parar na posi o o operador abre a comporta de dosagem colocando a quantidade desejada do produto no carro e ao final pressiona a botoeira BO indicando que o carro deve avan ar para a pr xima posi o Automa o P gina 87 1 Comporta 3 pd deslocamento Posi o 1 Posi o 2 Posi o 3 Fim Figura 4 91 Sistema de dosagem 4 5 Contadores e Temporizadores Os contadores e os temporizadores s o objetos de programa o utilizados para auxiliar no controle de dispositivos 4 5 1 Contadores O contador um elemento de programa o utilizado para acumular eventos que ocorrem no sistema comumente utilizado em l gicas com as seguintes finalidades
69. l do painel ser melhor o que evitar paradas constantes para manuten o devido aos novos equipamentos E quando a m quina parar para manuten o o tempo de parada ser mais curto pois teremos a documenta o atualizada e um painel com aspecto de novo estimulando positivamente o t cnico de manuten o 6 7 Rede de Relacionamento Quanto maior a rede de profissionais da mesma rea maior ser a chance de voc resolver algum problema espec fico de manuten o ou avan o tecnol gico desta forma aconselh vel que voc participe de associa es e grupo de estudo de sua rea A atualiza o do profissional fundamental para o seu sucesso A atualiza o ser feita em participa es em feiras t cnicas cursos congressos palestras etc Este espa o configura se tamb m num espa o para aumentar nossa rede de relacionamento Nestes momentos fundamental anotar os meios de contato dos palestrantes e participantes do evento Como sugest o final cito os principais eventos que voc n o deve perder Associa o de t cnicos e os engenheiros Semanas de tecnologias Congressos t cnicos Semin rios e Workshops Feiras de produtos el tricos e m quinas Palestras e cursos de atualiza o profissional oferecidos por empresas e institui es de ensino OO O0OO Automa o P gina 124 7 Gloss rio DAG Anilha Sistema alfanum rico para identifica o de condutores A anilha permite numera
70. lfanum ricos em blocos Esta linguagem comporta se de forma semelhante s linguagens de desenvolvido para os computadores dom sticos assim como linguagem C e pascal Na tabela 3 10 podemos ver um exemplo desta linguagem onde realizada uma opera o e entre dois operando Texto estruturado Descri o Valor Entrada O AND Entrada 1 Realiza opera o booleana Saida O Valor Envia para a sa da END Fim de programa Tabela 3 11 Texto estruturado 3 9 3 Programa o Linguagem Ladder A linguagem Ladder uma linguagem gr fica sendo a mais utilizada no ambiente industrial pois a programa o feita atrav s de s mbolos que representam os circuitos el tricos de rel por isso esta linguagem tamb m conhecida por linguagem de rel s A linguagem ladder uma representa o sofisticada de s mbolos e blocos funcionais que permitem a manipula o de informa es de um controlador l gico Basicamente esta linguagem consiste da energiza o dos blocos funcionais para a realiza o de atividades Esta linguagem ser particularizada no pr ximo cap tulo Inicialmente eram utilizados apenas os seguintes blocos NA contato Normalmente Aberto NF contato Normalmente Fechado Bobina dispositivo de sa da A figura 3 23 um exemplo da linguagem ladder representando uma chave de partida direta Para permitir a compara o com o sistema el trico colocamos ao lado o diagrama el trico da ch
71. litar a manuten o e identificar o funcionamento do sistema estes sensores tamb m s o providos de circuito de sinaliza o visual por led para identificar o acionamento da chave 2 4 9 Sensores Capacitivos O sensor capacitivo de aproxima o de materiais diversos utilizado para identificar a presen a de materiais org nicos pl sticos p s madeiras l quidos vidros pap is etc O funcionamento deste sensor baseado na intera o do objeto com o diel trico de um capacitor alimentado por sinal de alta frequ ncia O objeto interagindo com o diel trico do capacitor varia a capacit ncia do elemento sensor que por sua vez altera as condi es do oscilador e aciona a sa da do sensor Placa fo q Ser gt HI He Oscilador Demodulador Detector Amplificador de n vel de Sa da Figura 2 42 Diagrama de blocos sensor capacitivo A dist ncia sensora depende do material e da massa a ser detectada desta forma deve ser considerado um fator de redu o para os diversos tipos de materiais Este fator de redu o e a dist ncia b sica s o fornecidos nos cat logos dos fabricantes Figura 2 43 Ilustra o sensor capacitivo Automa o P gina 37 3 Controlador L gico No futebol a compet ncia do centroavante que imobiliza um contra ataque est em desmarcar se e tamb m em pedir para que lhe passem a bola em antecipar os movimentos da defesa em ter cuidado com o impedimento em ver a posi o dos parce
72. lo 4 5 4 Exemplo 2 Temporiza o Tempo de Falha Verificar o tempo em minutos que um sistema fica em alarme Neste exerc cio temos Entrada E01 Alf Alarme 01 Entrada E02 Al2 Alarme 02 Entrada E03 AI3 Alarme 03 Entrada E04 inicializa sistema Sa da S01 Exa L mpada excesso de tempo maior que 120 minutos A solu o do exerc cio proposto passa primeiro pela defini o de um sinal comum para o alarme atrav s de l gica ou entre Alf a AI3 colocando o sinal no auxiliar M1 Atrav s do auxiliar M1 ser habilitado um temporizador de 600 d cimos de segundos igual a um minuto A vari vel de sa da do temporizador ser utilizada para resetar o pr prio temporizador e incrementar um contador O valor limite do contador ser 120 ou seja 120 minutos O Automa o P gina 93 contator ao atingir o limite PV SP liga a l mpada de excesso de tempo de alarme Na solu o do exerc cio figura 4 30 observamos que o contador incrementar atrav s do sinal de sa da do temporizador Para resetar o temporizador ser utilizado o sinal de sa da do pr prio temporizador e tamb m o sinal de inicializa o do sistema E04 realizado atrav s da l gica ou com resultado em M2 TO1 c01 C E04 R 120 c01 501 m E01 M1 E02 E03 TO1 M2 E04 i E Re Ro fo fe fo fe Ro Re T01 M2 R 600 Figura 4 98 Solu o ladder tempo de falha Automa o P gina 94
73. lor da resist ncia el trica de um condutor com a temperatura externa A grande vantagem deste m todo a alta precis o e boa sensibilidade Para seu funcionamento faz se necess rio utiliza o de uma fonte de energia constante O nome PT100 vem do material utilizado platina PT e da resist ncia apresentada a zero grau Celsius 100 ohms A faixa de leitura normal de 220 a 500 C para temperaturas mais elevadas at 850 C o sensor precisa passar por um tratamento qu mico Automa o P gina 25 Fio de compensa o Termoresist ncia Fio de compensa o Figura 2 20 Representa o de um PT100 Existe tamb m para aplica es mais espec ficas o termistor que s o elementos semicondutores que variam a resist ncia dependendo da temperatura Os termistores n o realizam a convers o de forma linear e possuem baixa estabilidade a altas temperaturas 250 200 150 100 Resist ncia 50 0 PEO EEEE E Temperatura C Figura 2 21 Rela o tens o x resist ncia de um PT100 Como os sensores de temperaturas n o disponibilizam diretamente o sinal f sico medido em um sinal el trico padr o de entradas anal gicas 4 a 20 Automa o P gina 26 mA ou O a 10 V normalmente s o utilizados conversores de sinal para realizar esta transforma o 4 a20 m Tii sakn 1 1 d Controlador de Temperatura Temperatura Controlador 0a 1500C L gico
74. luir de uma etapa a outra A figura 3 25 corresponde a um exemplo de um SFC Figura 3 68 Diagrama SFC No capitulo cinco veremos a utiliza o de diagrama de estados para a defini o de sistemas de controle o que facilita a programa o em SFC Automa o P gina 69 4 Programando em Ladder Quanto maior se foi tornando a solidariedade entre mente e m os tanto mais o suporte foi virando mundo e a vida exist ncia O suporte veio fazendo se mundo e a vida exist ncia na propor o que o corpo humano vira corpo consciente captador apreendedor transformador criador de beleza e n o espa o vazio a ser enchido por conte dos FREIRE 1996 p 57 Estudaremos neste cap tulo a linguagem de programa o Ladder abordando a forma de programa o e os principais comandos Para facilitar a compreens o dividimos o cap tulo em duas partes principais como fun es b sicas e fun es avan adas 4 1 Defini o A linguagem ladder uma representa o gr fica similar ao desenho de um diagrama el trico O ladder baseado em duas barras de energia virtual verticais situadas esquerda e direita do ambiente de programa o A programa o consiste em criar uma corrente el trica virtual atrav s de s mbolos gr ficos inseridos entre estas duas barras Automa o P gina 70 a S MH Motor Rede Figura 4 69 Diagrama ladder 4 1 1 Regras B sicas de Programa o A programa o em ladder
75. m redund ncia c clica para protocolo Modbus CTS Clear To Send Sinal utilizado na comunica o RS232 para indicar que o equipamento est pronto para transmiss o DC DB9 Conector padr o com 9 pinos DCD Data Carrier Detect Indica que o sinal foi recebido corretamente Disco r gido Sistema de armazenamento de dados pr prio dos computadores pessoais mesmo que HD ou Winchester Diret rio Por o endere vel e agrupadora de um sistema de arquivo Disquete Disco flex vel port til que permite armazenar dados Double word Conjunto de 32 bit consecutivos Download Opera o de transfer ncia de dados entre dois equipamentos Enviar dados do servidor a um equipamento DP Decentralized Peripherals Padr o de Comunica o Profibus a n vel de perif ricos descentralizados Driver Programa para decodifica o de protocolo que realiza a comunica o entre dois equipamentos Supervis rio Refor ador de n vel de corrente el trica Hardware DSR Data Set Ready Sinal que indica que computador esta pronto para a comunica o DTR Data Terminal Ready Sinal que indica que o modem esta pronto para comunica o DVD Digital Versatile Disk Disco vers til digital padr o de m dia para armazenamento de dados em disco Automa o P gina 127 DEGC E2PROM mesmo que EEPROM EEPROM Electronically Erasable Programmable Read Only Memory Mem ria n o v
76. m c digo bin rio por fra o de volta em torno de seu eixo figura 2 22 n o perdendo seu posicionamento ap s a desenergiza o do sistema O encoder absoluto possui uma fura o diferente do encoder incremental e possui um sensor tico para cada trilha sensora figura 2 23 Automa o P gina 30 S1 S2 d O OI L Angulo S3 oTo Do T Angulo Figura 2 29 Encoder absoluto C digo Gray A especifica o de um encoder absoluto exige o n mero de bits de resolu o que corresponde ao n mero de trilhas perfuradas no disco sensor e das caracter sticas mec nicas de fixa o e prote o Disco Perfurado Sensores 81 S2 83 Pista 1 Pista 2 Pista 3 Figura 2 30 Encoder absoluto Disco interno 2 4 5 Sensores Fotoel tricos O sensor fotoel trico um sensor utilizado para identificar a presen a de qualquer material O funcionamento baseado na utiliza o de um emissor e um receptor de luz o objeto a ser controlado deve interferir na passagem e ou Automa o P gina 31 reflex o deste sinal luminoso O receptor identifica o sinal luminoso e atua no circuito de sa da do sensor E SIP OlEM IN Gerador Foto Filtro Detector Amplificador de pulsos transistor de n vel de Sa da Emissor i Receptor Figura 2 31 Diagrama de bloco sensor fotoel trico Para evitar a interfer ncia dos sinais luminosos externos tais como a ilumina o do pavilh o e luz natural solar
77. mazenar no servidor USB Universal Serial Bus Padr o de comunica o serial para conex o de equipamentos We Watch Dog C o de Guarda Sistema de monitora o de falhas de uma CPU que verifica um sinal com base de tempo constante gerado pelo software Na falta deste sinal a CPU gera o alarme de watch dog que bloquear o processamento e as sa das do controlador Winchester ver disco r gido Wire less Sem fio Sistema de comunica o sem fios atrav s de ondas eletromagn ticas Word Conjunto de 16 bit ou 2 bytes DXG XML eXtend Make up Language Linguagem HTML com c digo ampliado Automa o P gina 134 8 Refer ncias Bonacorso Nelso Gauze Noll Valdir Automa o Eletropeneum tica S o Paulo Erica 1997 Carvalho Cl udio Sergio da R s de Microprocessador 8085 Campinas Editora da Unicamp 1988 Capelli Alexandre Automa o Industrial Controle do Movimento e Processos Cont nuos S o Paulo Editora Erica 2008 Cassiolato C sar Torres Leandro H B Camargo Paulo Roberto Profibus Descri o T cnica Associa o Profibus S o Paulo 2006 Cat logo Geral de Seguran a Intr nseca Sense Sensores e Instrumentos S o Paulo 2002 Cat logo Instrumenta o para Medi o e Controle Comtemp S o Caetano do Sul Comtemp 2003 Automa o P gina 135 Cat logo Linha de Produtos Poliron Cabos El tricos Especiais Ltda Diadema Poliron 2002
78. mera o de cada fio aparece ao lado da linha que representa o condutor Liga es Jumpers ga pars Bornes 2 ET Vista Lateral Parafusos Condutores Entrada Parafuso de Aperto z Pg Condutores Trilho de fixa o Condutores Figura 3 58 Bornes de conex o Automa o P gina 54 ESTA pacov PE aia Numera o aaie entifica o Z Pedido anha Bornes Condutor Condutor Condutor Identificac o Figura 3 59 Sistema de numera o anilha de condutores 3 4 2 Exerc cio Proposto Controle de Linha Cer mica Desenhar o diagrama el trico de um sistema de controle de uma linha cer mica representado na figura 3 17 Os equipamentos instalados com seus respectivos sinais de controle s o relacionados abaixo e T1 Tra o um Este sistema formado por um motor controlado por um inversor de frequ ncia e neste est gio temos sinal de controle para habilitar o inversor de frequ ncia Uma chave de emerg ncia para bloqueio de todo o sistema Retorno do inversor de frequ ncia via sa da a rele do inversor e T2 T3 e T4 Tra o 2 3 e 4 semelhante tra o 1 com os mesmos sinais e S01 Serigr fica 1 A serigr fica constitui se em um circuito de controle independente e necessita para seu funcionamento um sinal de controle indicando que a linha esta em funcionamento ao mesmo tempo em que libera para a linha um sinal de retorno indicando que est
79. miga Prof Eng Giovani Batista de Souza E E INSTITUTO FEDERAL SANTA CATARINA Campus Ararangu Automa o P gina 1 Fevereiro 2010 INSTITUTO FEDERAL DE E E B EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA Ea SANTA CATARINA Campus Ararangu MINIST RIO DA EDUCA O SECRETARIA DE EDUCA O PROFISIONAL E TECNOL GICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS DE ARARANGU Apostila de automa o industrial desenvolvida a partir de um trabalho de Automa o 1 e 2 intitulado Automa o com controladores l gicos do pr prio autor Hist rico vers es 6 Vers o 1 Fevereiro 2010 Prof Giovani Batista de Souza Automa o P gina 2 A escola um espa o para os alunos aprenderem n o para os professores ensinarem Berthold Automa o P gina 3 Sum rio Sistemas Autom ticosS seceecerececonaso eee corona aaa Ass eee eee CACO NAAS CO s e rea a CON AS Coe oa se sena secas as coca ade 8 Jd Intro O ERTA A A AAE 8 12 E E A E E AEA ETTA T EE A A E A T 12 2a Sinai CS CHNDRES ssori ea aa eataa eaaa aaea aa saada 16 2 1 Sms e S toMa aai aai 16 21 1 Entradas e saidas de umi Sistema ciniiccciirciiirnenn anaiaren aeaaaee ai a aaa aaiae aeania 17 21 2 Sinais Continuos e Distrotos cisci aodai eaa LAGO aaa aeia aaa eaae RE 18 2 3 Sinais Anal GI COS sosiiiissodoliiisvas sadio Loddodiasd eiei iiiaae sisian s
80. mopar a diferen a de potencial que aparece no ponto de conex o entre dois metais diferentes a qual vari vel com a temperatura Metal 1 Diferen a de Potencial el trico Metal 2 Jun o Figura 2 18 Termopar A m xima temperatura de emprego dos termopares depende da constitui o dos materiais que comp e a junta e neste caso s o padronizados como J K T E N R S e B conforme tabela 2 1 Limites de Temperaturas Constantan Cobre Niquel O a 750 C Automa o P gina 23 Cromel Alumel Nicrosil Nisil N quel Cromo N quel Silicio 90 a 1300 C Silicio Magn sio Platina Platina E o O Platina 30 Yo Platina 6 Rhadio 150 a 1820 C Rhadio Tabela 2 1 Tipo de termopares Os termopares s o bastante utilizados devido ao pequeno tamanho e ampla faixa de utiliza o Mas apresentam as seguintes desvantagens o A faixa de leitura n o linear o Precisam de conversores Normalmente necessitam de cabos de compensa o A curva tens o por temperatura de um termopar tipo J apresentada na figura 2 13 Automa o P gina 24 0000 70000 snoop s0000 40000 30000 20000 10000 Tens o uV 10000 20000 Temperatura C Figura 2 19 Rela o Tens o x Temperatura do termopar tipo J Outro m todo de medi o de temperatura a termoresist ncia conhecida por PT100 que tem o principio de funcionamento fundamentado na depend ncia do va
81. mpara o Neste caso o ciclo de programa ficar maior Reservar um registrador operando de 16 bits para indicar o n mero do estado ativo este operando facilita a manuten o do sistema pois ser apresentado via IHM Ao efetuar uma transi o incluir o flag que identifica o estado atual na compara o Acionar os dispositivos referentes a o do estado com base no flag do estado Portanto a convers o de um diagrama de estado come a pela verifica o da condi o de inicializa o do CP onde dever ser movimentado o valor zero estado zero para todos os registradores de indica o do estado Neste momento inicializa se zeram se todos os flags de indica o de estado setando se apenas o flag que indica o estado zero Na execu o de um estado deve se verificar se o flag do estado est ativo ou comparar se o valor do registrador igual ao n mero do estado para utilizar as fun es de SET e RESET ativando as a es deste estado Na transi o de um estado a outro se verifica o estado atual atrav s da compara o do registrador ou do flag indicativo do estado verificar as condi es da transi o Caso estes itens estejam ativos deve se mover o n mero do novo estado para o registrador e trocar o flag ativo do estado ou seja resetar o flag do estado antigo e setar o flag do estado novo Automa o P gina 108 ATEN O Nos exerc cios deste livro reservaremos os registradores D11 a D
82. n o Shareware Forma de licen a de software semi aberta que exige para funcionamento um registro gratuito sendo o pagamento de direitos autorais feito atrav s de doa o compuls ria Simplex Comunica o apenas de transmiss o ou de recep o SP Set Point Vari vel de Refer ncia para controle Software Conjuntos de atividades pr estabelecidas para um sistema autom tico mesmo que programa Start up o mesmo que posta em marcha Stop bit Em uma comunica o ass ncrona um ou mais bits que indicam o fim de um bloco de caracteres Subrotina Parte de um programa reservado e que realiza fun es espec ficas que chamado e executado de v rias partes do programa principal SSR State Solid Relay Rele de estado s lido SV Set Value Vari vel de refer ncia para controle TG Tag Para coment rios de l gicas Identificador de um operando de controle Tag Para supervis rios Vari vel alfanum rica envolvida no processo Automa o P gina 133 Time out Intervalo de tempo tolerado para a troca de informa es Toggle Troca bot o liga e desliga Trend An lise gr fica Tx Transmitted Data Sinal de transmiss o de um cabo serial TxD Mesmo que Tx TXT Arquivo de programa com formata o em texto ASCII UG UCP Unidade Central de Processamento Mesmo que CPU Upload Enviar dados para servidor Ler dados de um equipamento e ar
83. niza o dos dados devem se tomar alguns cuidados para preservar a integridade do armazenamento destas informa es sem riscos de erros de leituras e perdas dos dados e ou m dia de armazenamento Para a seguran a no armazenamento das informa es devem se tomar alguns cuidados Armazen los em mais de uma m dia Guard los em locais f sicos distantes um do outro por exemplo uma c pia ficar no setor de manuten o e outra no pr dio de administra o Para profissionais liberais uma c pia em casa a outra no escrit rio Verificar a possibilidade de utilizar CDROM DVD de qualidade como segunda m dia pois al m de ser um meio bastante confi vel tamb m um sistema de pre o acess vel r pido e seguro O Disco r gido do computador n o totalmente seguro nunca utilize apenas o seu pr prio computador como backup do sistema caso voc n o disponha de gravador de CDROM DVD fa a o backup em pendrive e no disco r gido de outro computador Para transporte de dados entre micros e ou para viagem pode se utilizar os driver com flash eprom PENDRIVE e tamb m a caixa do correio eletr nico e ou disco virtual servidor internet para transport lo 6 3 Organizar Manuais e Apostilas A utiliza o de literaturas t cnicas para a manuten o de m quinas e processos fundamental e deste modo fundamental a organiza o de todos os manuais e apostilas dos equipamentos em um espa o de f cil acesso c
84. nsor ultra s nico 2 4 4 Transdutores de Posi o O sensor de posi o usado para determinar o espa o percorrido por um equipamento com objetivo de localiza o e posicionamento Automa o P gina 28 O encoder o dispositivo utilizado para determinar a posi o de um manipulador existindo dois tipos de enconders o absoluto e o incremental A figura 2 20 mostra o aspecto f sico externo de tr s encoder Figura 2 26 Encoder O encoder incremental um dispositivo el trico que gera um determinado n mero de pulsos constantes por cada revolu o de seu eixo Para determinar a dire o dos pulsos existem dois canais denominados A e B que geram pulsos defasados entre si de meio pulso Existe tamb m um terceiro sinal Z que gera um pulso a cada revolu o do encoder e serve como refer ncia de rota o A especifica o do encoder feita atrav s do n mero de pulsos por volta e das caracter sticas mec nicas de fixa o e prote o A figura 2 20 mostra a fun o de sa da em fun o do tempo para as sa das A B ez A a Tempo Tempo Uma Volta Completa Figura 2 27 Encoder incremental pulsos Automa o P gina 29 A figura 2 21 demonstra a constru o do disco interno e dos leitores ticos que permite gera o c digo do gr fico da figura 2 20 Sensor A Sensor B Disco Perfurado Sensor Z Figura 2 28 Disco do enconder incremental O encoder absoluto gera u
85. nstantes de Mem ria Figura 3 47 Mapa de mem ria oportuno observar que alguns fabricantes para diminuir o custo final do equipamento colocam como acess rio a mem ria FLASHEPROM e o controlador l gico trabalha apenas com a mem ria RAM Neste caso o programa ser perdido caso ocorra ao mesmo tempo uma falha na bateria interna e na alimenta o da rede el trica 3 3 3 Unidades de Entradas e Sa das As unidades de entradas e sa das E S s o as unidades que fazem o interfaceamento do processador central com o meio externo Processo m quina Sua constru o eletr nica robusta a fim de isolar os ru dos el tricos e garantir o funcionamento dos equipamentos conectados ao sistema As unidades de entradas recebem os sinais externos provenientes do sistema controlado isolando os e ao mesmo tempo normalizando os para a interpreta o da unidade de processamento As unidades de sa das s o respons veis por entregar o sinal da CPU para o meio externo garantindo a isola o normaliza o e amplifica o deste sinal 3 3 3 1Padr es de Sinais Digitais Para representar o sinal digital nos circuitos f sicos industriais s o utilizados alguns padr es de n veis de tens o conforme citado abaixo Automa o P gina 44 o 24 Voc Padr o mais utilizado no ambiente industrial o 125 Voc 110 Vac Padr o de sinal para alimenta o direta da tens o de rede Alternada o 220 Vac 3 3 3 2Padr o Con
86. nstru das como e Transistor A comuta o do sinal feito com um elemento semicondutor A vida til do sistema maior devido aus ncia de partes m veis Desvantagem baixa capacidade de corrente O circuito representado nas figuras 3 5 e 3 6 Automa o P gina 46 e Sa da a Rel tecnologia que utiliza um contato auxiliar de um rel como sinal de sa da apresentando uma corrente de sa da maior Desvantagem seu contato m vel ou seja vida til menor O circuito representado na figura 3 8 Figura 3 51 Sa da a rele e Tiristores ou rel de estado s lido tecnologia que utiliza tiristores ou transistores de pot ncia para a sa da do sinal Vantagens Corrente de sa da maior normalmente 5 Amperes e Vida til maior pois n o apresenta partes m veis A figura 3 9 representa o circuito Figura 3 52 Rele Estado S lido SSR A tabela 3 1 faz uma compara o entre estas tecnologias Vida aii 200 mA Rede Boa 2hAa 10 A Vida util Automa o P gina 47 A Pouca op o de mercado Tabela 3 2 Compara o entre tecnologias 3 3 3 4Padr o Sinal Anal gico Os sinais el tricos anal gicos s o utilizados com alguns padr es n vel e grandeza el trica para ser utilizado em ambiente industrial como segue 0 a 10 V bastante utilizado devido facilidade t cnica de implementa o com uma fonte de alimenta o e um potenci metro como meio para variar a tens o
87. nt ficos 1979 Santos E W E Silveira P R Automa o e Controle Discreto S o Paulo rica 2002 Simatic S7 Programmable Controller Siemens AG Alemanha Siemens 1998 Souza Giovani Batista de Automa o apostila curso Tecn logo em Automa o Industrial SATC Crici ma 2006 Souza Giovani Batista de Automa o Il apostila curso Tecn logo em Automa o Industrial SATC Crici ma 2007 Automa o P gina 138 Souza Giovani Batista de Controladores L gicos apostila curso Tecn logo em Eletromec nica SATC Crici ma 2008 SYSMAC CQM1H Series Operation Manual Jap o Omron 2005 Walisiewicz Marek Energia Alternativa Solar E lica Hidroel trica e de Biocombust veis S o Paulo Publifolha 2008 Automa o P gina 139 9 Ap ndice Caderno Exerc cio Siemens Neste ap ndice acompanhamos os exerc cios do livro para a configura o dos controladores s rie 200 da Siemens 9 1 Endere amento Na s rie 200 da Siemens os endere os dos operandos de mem ria e dispositivos s o feitos com base em blocos de 1 byte O diagrama da figura 12 1 corresponde ao endere amento dos operandos desta s rie ATBBBB b PARE Endere o Area Mem ria E Tipo de Dados Endere o B Byte w Word Byte D Double word Figura 12 123 Endere amento Siemens Automa o P gina 140 Todos os endere os s o acessados em blocos de 8 16 ou 32 bits Seu endere o da
88. nto e prote o do sistema el trico al m de obedecer a todas as normas de seguran as vigentes Automa o P gina 50 O diagrama el trico um desenho que representa atrav s de s mbolos todos os elementos que comp em o sistema el trico O diagrama deve ser acompanhado de sua simbologia para que o diagrama seja compreendido 3 4 1 Exemplo Projeto El trico Desenhar o diagrama el trico de um sistema de controle de n vel representado na figura 3 11 Onde temos e LH Level High sensor de contato para n vel alto e LL Level Low sensor de contato para n vel baixo e B1 e B2 MotoBombas com motor de 380 V 60 Hz e comando em 220 V e V1 e V2 V lvulas eletro pneum ticas com comando de 24 V Figura 3 54 Controle de n vel Para o sistema proposto o projeto foi subdividido em duas partes o circuito de comando e o circuito de for a O circuito de comando tem o acionamento dos equipamentos e dispositivos de comando e controle como Automa o P gina 51 ilustra a figura 3 12 Na figura 3 13 temos o circuito de for a onde aparece a prote o geral do circuito e alimenta o efetiva dos motores atrav s dos contatores que foram acionados no circuito anterior Em ambos os circuitos observamos uma linha pontilhada indicando campo pois neste espa o est o colocados os dispositivos que n o fazem parte do painel el trico e est o instalados em outros setores da f brica ou m quina Em noss
89. ntos abaixo gt O alarme luminoso dever permanecer ligado enquanto existir um alarme ativo O alarme sonoro ser acionado sempre que ocorrer uma transi o de zero para um em qualquer uma das entradas de alarmes gt Depois de ligado o alarme sonoro permanecer ativo at que seja pressionado o bot o para silenciar o alarme As entradas e sa das do controlador est o especificadas abaixo E01 Alarme Rele t rmico do motor 1 E02 Alarme Rele t rmico do motor 2 E03 Alarme Bot o de emerg ncia pressionado E04 Alarme N vel alto no tanque E05 Cala Alarme Bot o para silenciar o alarme S01 Alarme sonoro S02 Alarme luminoso OU 0U0OO0 A figura 4 19 representa a solu o encontrada para este exerc cio Os operandos de mem rias auxiliares M01 a M04 s o utilizados para memorizar que o alarme j foi reconhecido desabilitando o alarme sonoro Na ocorr ncia de outro alarme o alarme sonoro soar novamente Automa o P gina 81 4 4 Exerc cios Propostos 4 4 1 Controle de N vel Criar um programa em ladder para controle de n vel indicado na figura 3 11 Utilizando se o procedimento a seguir Abrir a v lvula de entrada e ligar a bomba quando o sensor de n vel baixo do tanque estiver com sinal em zero Desligar o motor e fechar a v lvula com o n vel do tanque estiver alto ou seja o sensor de n vel alto esteja com sinal igual a um Em qualquer momento quando a
90. o chave desabilite o sistema Habilita 0 ou ocorra uma falha no sensor S2 Habilita 0 lol Bico0 S20 Habilita Maquina1 Estado4 S2 Bico 1 Tempo 3 segundo 4 Bico 0 Tempo gt 1 segundo Figura 5 113 Diagrama de estado sistema de dosagem bico dosador 5 3 Utilizando M quina de Estado com CP A utiliza o de diagramas de estados na programa o de CP facilita a manuten o do sistema autom tico pois permite a procura de falhas mais rapidamente visto que o n mero do estado da m quina pode ser apresentado numa IHM Automa o P gina 107 A utiliza o de m quina de estados para CP ocorre de duas maneiras a primeira mais f cil mas nem sempre dispon vel converter o diagrama de estado diretamente para a linguagem SFC caso o sistema de programa o do CP permita a utiliza o desta linguagem Caso n o existe esta possibilidade o diagrama de estado dever ser convertido para a linguagem ladder 5 3 1 Convertendo Diagrama de Estado em Ladder Para converter o diagrama de estado em linguagem ladder deve se Garantir que o estado inicial seja inicializado com a energiza o do CP Reservar um flag operando bin rio para cada estado ficando ativo enquanto o estado estiver ativo Caso o CP n o possua flags suficientes para representar o seu sistema para simplificar a utiliza o de mem rias pode se utilizar apenas a fun o de co
91. o circuito el trico devemos especificar no projeto a localiza o dos dispositivos que ser o instalados fora do painel tais como campo entrada sa da expedi o etc A simbologia utilizada para este circuito aparece na figura 3 14 vemdo F Cricuito e For a N D3 5 E01 E02 E03 DZ i k s02 S03 504 Figura 3 55 Circuito de comando controle de n vel Automa o P gina 52 D1 Entrada F Wai para 3804 60Hz Circuito y Comando odwen Figura 3 56 Circuito de for a controle de n vel Para facilitar a conex o el trica entre os dispositivos instalados internamente no painel el trico e o ambiente industrial s o utilizados pontos de conex o el trica chamados bornes de conex o figura 3 15 estes bornes est o representados no diagrama figuras 3 12 e 3 13 atrav s do pequeno circulo entre a linha pontilhada Estes bornes s o numerados conforme a seq ncia de instala o no painel el trico Automa o P gina 53 Disjuntor C Bobina Contator Disjuntor Trif sico RA Contatos principais do contator Fus vel J V lvula solen ide I Chave duas posi es Borne de Conex o T Retorno Contato Figura 3 57 Simbologia diagrama el trico Para facilitar o trabalho de manuten o todos os fios utilizados internamente no painel estes s o numerados com uma identifica o exclusiva figura 3 16 esta numera o conhecida por anilha Nos diagramas das figuras 3 12 e 3 13 a nu
92. o na mem ria do controlador O funcionamento do sistema deve ser garantido pelo conjunto formado pela qualidade do controlador atuadores el tricos e dispositivos de entrada utilizados no sistema Em 1978 a National Electrical Manufactures Association NEMA atrav s do padr o NEMA ICS3 1978 determinou a seguinte defini o para controlador l gico Equipamento de l gica digital operando eletronicamente que usa mem ria program vel para armazenamento interno das instru es de implementa o espec fica tais como l gica sequencial temporiza o contagem e opera es aritm ticas para controle de m quinas e processos industriais com v rios modelos de m dulos de entradas e sa das digitais e anal gicas em m quinas ou processos NEMA ICS3 1978 Automa o P gina 39 3 2 Versatilidade do Controlador L gico O controlador l gico muito utilizado em ambientes industriais pois diminui a quantidade de fios e dispositivos utilizados nos pain is de controle reduzindo o tempo e o custo de implanta o de sistemas complexos facilitando a manuten o e flexibiliza o de controle do sistema S o vantagens da utiliza o do controlador l gico em automa o industrial O Velocidade de processamento tempo de varredura do programa muito r pido Tamanho reduzido Baixo custo de aquisi o O Flexibilidade para mudan as no programa de controle Fun es avan adas de programa o Pos
93. o nome faz refer ncia a um endere o bin rio e um registrador de 16 bits Normalmente neste ltimo caso o temporizador tem o endere o inicializado pela letra T seguido do n mero de seu endere o este endere o faz refer ncia ao valor do tempo acumulado e ao operando bin rio de sa da que indica o status do temporizador 4 5 3 Exemplo 1 Partida Estrela Tri ngulo de Motor Representar uma chave de partida estrela tri ngulo com a utiliza o de l gicas ladder Sabendo se que o circuito el trico a ser utilizado nesta aplica o indicado na figura 4 27 Onde Em Emerg ncia BO Botoeira para desligar NF B1 Botoeira para ligar NA K1 Contator principal K2 Contator auxiliar conex o em tri ngulo K3 Contator auxiliar conex o em estrela Automa o P gina 91 C E01 E02 E03 Controlador L gico 501 502 503 Neutro Figura 4 95 Diagrama el trico controle estrela tri ngulo O circuito el trico original da chave estrela tri ngulo apresentado na figura 4 28 Fase Em B0 Neutro Figura 4 96 Chave estrela tri ngulo A figura 4 29 representa a solu o deste exerc cio A fun o do temporizador T02 de 0 1 segundos determinar o intervalo de tempo entre os contatores K2 e K3 O tempo de conex o em estrela de 15 segundos e determinado por T01 Automa o P gina 92 E03 E01 Eua ne 503 DE aa 501 HO Figura 4 97 Solu o ladder estrela tri ngu
94. ol til que pode ter seu conte do apagado via sinal el trico EIA Electronic Industries Alliance Associa o de ind strias do ramo eletr nico que determina as normas para as comunica es entre equipamentos EPROM Erasable Programmable Read Only Memory Mem ria n o vol til que pode ter seu conte do apagado EQ Equal sinal de compara o indicando igualdade E S M dulos de entrada e sa da Even Paridade impar ou seja a quantidade de n meros um na mensagem de comunica o forma um n mero impar FG FDB Function Diagram Block Linguagem de programa o em diagramas de blocos Firmware Gerenciador de tarefas interno da m quina FlashEPROM Mem ria program vel n o vol til Flags Sinalizadores bin rios auxiliares que servem para sinalizar certos eventos de programa o Floint point Ver ponto flutuante FMS Fieldbus Message Specification Padr o de comunica o Profibus para comunica o entre controlador e microcomputador Freeware Forma de licen a de software aberta que n o exige o pagamento de direitos autorais Frequ ncia N mero de vezes que um sinal repete ciclos id nticos em um segundo Full duplex Comunica o simult nea de recep o e transmiss o GC Automa o P gina 128 Gateway Ponte de comunica o entre dois sistemas GE Grant Equal Sinal de compara o indicando que um registrador maio
95. omo por exemplo um arm rio com pastas arquivos Seguindo o exemplo dos aplicativos estes manuais e apostilas s o separadas em pastas por fabricantes e ou m quinas O mais importante t los de forma r pida e que n o se utilize muito tempo para ach los Automa o P gina 119 Manuais QO Projetos Figura 8 121 Arquivos para projetos cat logos e manuais Se estiver faltando algum material entre em contato com o seu fornecedor e solicite os materiais que est o faltando 6 4 Documenta o dos Aplicativos importante tamb m ter em m os a documenta o referente m quina processo tais como manual de opera o e esquema el trico guardando os em local de f cil acesso N o se esquecer de solicit los quando estiver realizando um processo de compra de uma m quina e ou processo 6 5 Como Identificar Falhas El tricas O respons vel pela manuten o el trica de um sistema autom tico deve seguir algumas regras para identificar falhas el tricas de uma forma mais eficiente e segura Algumas destas regras ser o observadas mesmo antes de ocorrer falha el trica tais como Conhecer o esquema el trico da m quina de tal forma que saiba previamente qual foi o padr o utilizado para a numera o de fios e nomes de dispositivos Conhecer o manual de opera o da m quina identificando as particularidades de funcionamento da m quina processo Conhecer o manual de programa o
96. omo sinais de sa da luz e o calor Automa o P gina 17 Figura 2 9 Exemplo sistema l mpada 2 1 2 Sinais Cont nuos e Discretos O tempo um fator muito importante nos sistemas de controle e automa o pois os sinais relacionados aos sistemas s o fun es do tempo Em fun o do tempo os sinais s o analisados de forma discreta ou cont nua Sinais discretos s o sinais definidos em um n mero cont vel de pontos no eixo dos tempos Na figura 2 4 observamos que entre os pontos cinco e seis do eixo do tempo n o temos o valor real do sinal Temperatura C Sem Sinal 1 2 3 4 5 6 7 8 Amostragem k Figura 2 10 Sinais discretos Sinais cont nuos s o sinais definidos no eixo do tempo em intervalos com infinitos pontos Automa o P gina 18 Temperatura C 87 63 43 30 435 1236 1304 tempo minutos Figura 2 11 Temperatura ao longo de um dia em uma estufa Geralmente trabalhamos com uma combina o de sinais cont nuos e discretos pois os conversores anal gicos para digital A D e digital para anal gico D A necessitam de tempo para convers o destas grandezas Portanto para analisar matematicamente estas combina es necess rio ent o amostrar os sinais cont nuos de forma a construir sequ ncias que as representam A amostragem feita atrav s de coletas de informa es do sinal cont nuo em determinados instantes chamadas amostras O intervalo de coleta geralmente constante e
97. ompanhar o processo de ensino e aprendizagem na disciplina de automa o Nesta tabela nas colunas s o apresentadas as habilidades e atitudes que ser o avaliadas no transcorrer do semestre Voc deve ir preenchendo com os conceitos que lhe ser o atribu dos nas avalia es do semestre Automa o P gina 150 sepejusseJde sepepisseosu se Jepusje esed sopenbepe seueiBoJd ajoauaseq og euweJboJd esp sopueuioo so sjuauepenbope ezin eoidy ogesiunwos SP soayisods p ezijyn gunbew e woo ebeisju SOAnISOdSIp 9p w ezuow e opju weuopuny O SABJISAA d2 OP eples eJus sp sojnp w epuasayq d9 op einnuse ep ogdeounusp pepijeuy e aa9s q d0 Wood opeuwo 3 01 U09 9p sewoz se 9A919sS9Q HadaavT ogdewesBoJd v yuog epies epenua sp soanisodsIp soeyuoo ogewony ep epuguodwi e s094Uosy d9 O s9syuos gina P Automa o 151
98. ons vel pelo fornecimento de energia em um n vel de tens o adequado Este n vel de tens o normalmente 24 Volts A especifica o da fonte deve estar de acordo com a pot ncia el trica requerida pelo sistema ou seja a corrente de sa da m xima da fonte deve ser maior que a corrente m xima de funcionamento importante observar que a corrente m xima de funcionamento do sistema nem sempre igual soma das correntes de todos os dispositivos do conjunto Isto ocorre devido a n o simultaneidade dos acionamentos existindo um fator de diversidade entre eles O fator de diversidade deve ser previsto pelo projetista levando em conta o momento em que o maior n mero de dispositivos est acionado ao mesmo tempo Uma fonte de alimenta o especificada pela tens o E e pot ncia P e sua corrente el trica 1 A rela o entre elas definida pela seguinte formula P E I As fontes de alimenta o s o constru das com base em diversas tecnologias para manter o n vel de tens o cont nuo Estas tecnologias s o Convencional a mais simples de todas apresenta como desvantagem uma oscila o em torno do valor de sa da normalmente 10 Regulada O valor de sa da constante mas apresentam normalmente baixa capacidade de corrente de sa da Chaveada O valor de sa da constante apresentando como vantagens o tamanho reduzido e a alta capacidade de corrente 3 3 5 Porta de Comunica
99. or sensor etc Ver figura 3 15 Bps Bits por segundo Velocidade de transmiss o de dados Buffer Em programa o uma rea de mem ria tempor ria de dados Em sistema de hardware um refor ador de sinal el trico Byte Conjunto de 8 bits Em um byte armazenar 2 vari veis ou seja 256 CGC Call Comando para chamar uma fun o CD Compact Disc disco tico compacto CDROM Sistema de armazenagem de dados atrav s de discos ticos compactos Clock Pulso peri dico utilizado para acionamento de dispositivos e comandos CLP Controlador l gico program vel CNC Comando num rico computadorizado Utilizados em m quina de fabrica o mec nica tornos e fresas para comando autom tico COM1 Identifica o da porta de comunica o serial 1 de um computador pessoal COM2 Identifica o da porta de comunica o serial 2 de um computador pessoal Compilador Tradutor para linguagem de m quina Transforma um programa gerado em uma linguagem de alto n vel para a linguagem de m quina Configurador Programa de defini o de caracter sticas operacionais de um determinador software CP Controlador program vel Automa o P gina 126 CPU Central Processing Unit Unidade de processamento central circuito respons vel pelo gerenciamento de dispositivos e execu o de um programa CRC Cyclical Redundancy Check Identificador de seguran a co
100. oriza o feita de forma a acumular o tempo de habilita o deste elemento a inicializa o do temporizador ocorrer com a energiza o da entrada de reset caso a entrada de habilita o e reset estiverem desabilitadas o temporizador permanece com o seu valor anterior Temporizador Habilita H Habilita id Limite Reset Limite Figura 4 93 Representa o de temporizador declara o impl cita O temporizador exige a indica o dos seguintes operandos para o seu funcionamento Operando bin rio para habilita o Operando bin rio para reset Registrador 16 bits para acumula o do tempo PV Registrador de 16 bits para valor de refer ncia SP Operando bin rio de sa da do contador Automa o P gina 90 Habilita puma dA Saida Habilita Acumulador sida Limite Reset Limite Figura 4 94 Representa o de temporizador declara o expl cita Sempre que o tempo totalizado for igual ao valor de refer ncia o temporizador PV SP energiza o operando de sa da Dependendo do fabricante existem dois tipos de declara o do operando de sa da A primeira forma a forma expl cita onde declarado um operando de sa da no bloco do temporizador A outra forma a impl cita ou seja o valor do operando de sa da est relacionado ao endere o do acumulador de tempo neste tipo de declara o temos endere os de mem rias exclusivos para os temporizadores sendo que o mesm
101. r pois permite alterar o sequenciamento da m quina trocando apenas o seu programa Outra facilidade da utiliza o de controladores l gicos a utiliza o de programas de monitora o via microcomputadores denominados supervis rios Estes programas permitem o controle remoto e o armazenamento de dados de produ o facilitando o gerenciamento atrav s de relat rios e planilhas de produ o e eventos do sistema Automa o P gina 11 Figura 1 3 Vista interna de um painel el trico Figura 1 4 Vista externa de painel el trico de for a e comando 1 2 Hist rico O desejo de facilitar as atividades humanas come ou com o surgimento das primeiras comunidades com a utiliza o primeiramente da lan a e depois de instrumentos agr rios tais como p s e enxadas etc J o processo de automa o de m quinas come a ainda na poca da revolu o industrial com a inven o de m quinas para produ o de bens de consumo para a ind stria t xtil o que acarretou um grande impulso da ci ncia que passou a aprimorar os processos as m quinas e as fontes de energia Automa o P gina 12 Inicialmente a fonte de energia de propuls o das ind strias era a hidr ulica ou e lica A energia hidr ulica funcionava atrav s do movimento de uma enorme roda que girava devido for a do fluxo de um canal de gua desviado para passar pelos canecos aletas que formavam a roda d gua A rota o desta roda era respons vel pelo
102. r o cabo Ver figura 3 16 Aplicativo Programa desenvolvido para um determinado tipo de m quina a partir de uma linguagem de programa o Arquivo Conjunto de dados armazenados em computador pessoal rea Classificada Instala o industrial classificada como de seguran a onde as instala es devem minimizar algumas condi es f sicas aquecimento faiscamento etc evitando o comprometimento do processo e da ind stria S o reas classificadas as reas potencialmente explosivas ASCII American Standart Code for Information Interchange C digo de bin rio que representa os caracteres AS i Actuator Sensor Interface Padr o de rede Profibus em n vel de atuadores e sensores BC Back up Processo de armazenamento de c pia de seguran a dos dados Automa o P gina 125 Baud Rate Velocidade de transfer ncia entre dois dispositivos expressa em n mero de bit por segundos BCD Binary Coded Decimal Codifica o de n meros decimais em bin rio BIOS Basic Input Output System Sistema b sico de controle dos dispositivos de entrada e sa da do computador pessoal Bit Unidade b sica de informa o do sistema digital seu valor ser O ou 1 Bitmap Desenho composto de pontos pixels Borne Conector Dispositivo que permiti unir dois ou mais condutores Utilizados principalmente como elo de conex o entre o painel el trico e um dispositivo de campo tais como mot
103. r ou igual ao outro GSD Ger te Stamm Daten General Slave Data Dados gerais do escravo numa rede Profibus GT Grant Than Sinal de compara o indicando que um registrador maior que outro HG Hardware Parte f sica do sistema Half duplex Comunica o de transmiss o e recep o de forma n o simult nea HD Hard Disk Ver disco r gido Hipertexto Linguagem de programa o simples que consiste da utiliza o de texto entre marcadores padr es sinalizando a formata o de um texto Por exemplo lt B gt e lt B gt colocam em negrito bold o texto entre os marcadores HMI Human Machine interface Mesmo que IHM HSC High Speed Counter Contador de alta velocidade HTML Hyper Text Make up Language Linguagem de hipertextos utilizada em internet DIG IHM Interface Humano M quina Interface Homem M quina Intranet Rede de computadores corporativa no padr o internet I O Input Output M dulos de entrada e sa da DJ Automa o P gina 129 Jump Comando para saltar uma parte de um programa DLG LAN Local Area Network Rede de computadores local Laptop Computador pessoal de uso port til LCD Liquid Crystal Display Tipo de display que usa cristal liquido entre dois pain is de eletrodos transparente LE Less Equal Sinal de compara o que indica que um registrador menor ou igual a outro registrador L
104. r uma produ o adequada aos padr es atuais possuem um painel el trico ineficiente que demanda com frequ ncia um tempo enorme de manuten o Para diminuir o tempo de m quina parada aconselh vel modernizar a instala o el trica substituindo os atuadores desgastados com o tempo e melhorando o aspecto visual interno do painel Neste processo devem se utilizar tecnologias novas Automa o P gina 121 diminuindo o n mero de componente e aumentando a vida til dos componentes el tricos A figura 8 5 representa uma foto de um painel el trico antigo onde observamos as seguintes defici ncias Q Painel pequeno Falta de canaletas o que d um aspecto feio a disposi o dos condutores Falta de identifica o dos condutores Falta de conectores tipo borne Falta de documenta o Projeto el trico Automa o P gina 122 E i Figura 8 122 Painel el trico antigo As defici ncias apontadas na figura 8 5 podem ser corrigidas utilizadas novas tecnologias tais como Atualiza o do esquema el trico Marcadores de fios anilhas Bornes conectores Disjuntor motor para reduzir espa o ocupado Canaletas para esconder o condutor e dar um aspecto visual melhor ao painel oo0oo0oo0oogo o Controlador l gico que pode permitir maior flexibilidade na utiliza o do mesmo Automa o P gina 123 Efetuando estas corre es no painel a funcionalidade e o aspecto visua
105. re BCM 1997 Manual de programa o e opera o FX2N Mitshubshi Jap o Mitshubshi 1999 Manual de Programa o Hitachi S o Paulo Hitachi 1997 Manual de Programa o M ster Tool Altus Sistemas de Automa o Porto Alegre Altus 1998 Manual Profibus DP Saia PCD Process Control Devices English edition 26 765 E1 SAIA Burgess Electronics Ltd Switzerland 1999 Micro controlador Program vel TP01 TP11 WEG Automa o Jaragu do Sul Weg 1997 Mielle Fabio Softwares de Controle Evoluem e Ganham mesma Import ncia que Hardware Artigo Revista Controle amp Instrumenta o p g 90 e 91 S o Paulo Mar o de 2003 Norton Peter Introdu o inform tica S o Paulo Makron Books 1996 Automa o P gina 137 Oliveira J lio C sar Peixoto de Controlador Program vel S o Paulo Makron Books 1993 Programando com AL3830 Altus Sistemas de Automa o Porto Alegre Altus 1990 Programmable Controller FPO Programming Manual Nais Matsushita Automation Control Jap o Nais 1999 Programmable Controller FPO Hardware Nais Matsushita Automation Control Jap o Nais 1999 Pupo Mauricio Santos e Gonzaga Adilson Supervis o de um CLP em Controle de Processos atrav s da WWW Artigo Revista Controle amp Instrumenta o p g 78 a 83 S o Paulo Mar o de 20083 Santos Jos J Horta Automa o Industrial Uma Introdu o Rio de Janeiro Livros T cnicos e Cie
106. ro a 65 535 temporiza o com reset segundos Tiat Tat Timer retentive 12 Word O a 65535 SO Baro 0a 1 on delay T65 a T68 T65 a T68 Acumulador dos temporizadores em Informa o estado do temporizador Temporizador cent simos de segundos O Utilizado pela instru o de range corresponde a zero a temporiza o com reset 655 35 segundos E Automa o P gina 142 e Acumulador dos temporizadores em d cimos de segundos O range e corresponde utiliza o de qa pela metmi o e temporizadores com at emporiza ao Com TESE 6553 5 segundos a of T32e T96 O a 65535 T32 e T96 Acumulador dos temporizadores em mil simos Temporizador de segundos permitindo Informa o estado do temporizador temporiza o m xima de 65 535 segundos Informa o estado do temporizador Temporizador T33 a t36 Timer on off e T33 a t36 e td Word O a 65535 Bin rio 0a1 delay T97 a T97 a T100 T100 Acumulador dos temporizadores em Temporizador cent simos de segundos O Informa o estado do temporizador range m ximo fica em 655 35 segundos Descri o Endere o o Endere o Range Timer on off T37 a T63 e Oa T37 a T63 e MD Word Bin rio 0a1 delay T101 a t255 65535 T101 a t255 Automa o P gina 143 Acumulador dos temporizadores em d cimos Temporizador de segundos permitindo Informa o estado do temporizador tempo de at 6553 5 segundos Oa Aa Counter CO a C255 65535 C0 a C255 Bin rio
107. rtida direta de molo ena a SD pads ED a EA E a as 78 4 3 2 Controle de Agitador E RR O nn 2 Leto Leoa E Too SPP RENDA DP PRO CR BRR ADO TE ros E sima AER aos does rn dd nano Rn RT a ea doa da PO A a a 88 43 2 Tempornizadores orei anseia ATA abas ALA initia EDS SUS ARS da AA A PLA 89 4 5 3 Exemplo 1 Partida Estrela Tri ngulo de Motor li rc tereeerererencerareeaerecereneeerneeen 91 4 54 Exemplo 2 Temp riza o Tempo de Falha ississiei emsonttim atri cebitsio a asa cicd as cerca nadan dada 93 4 6 Fun es SET e RESE citius asa esa i iii oidasu lido dede cen ii todas paint anda ai 95 BICA Exerci 4 PPP PE ENREDO RPA PPS DO RR 96 Automa o P gina 5 E LA Erecek Semio EAR RPA e PR RA AN RS ND DEN 96 4T 2 Exercicio 2 Miguina seoueiCial isiotu ideaa aaa aR bi aS i 97 4 7 3 Exercicio 3 Piscar Limpada de Alare scsciniitaiiaa aeaaeai aiaa iaaa 99 5 M quina de Estado sssssssssss hai sis sai asi sida didesbas 100 5 1 2 Ran SI O sss252 035 0010 rotre rotas Edi dos UE ANA de sas De n o TE A EE Dep SUE EU popa apa a apra a 101 5 1 ESAO Pins Alae aaa aaa A DURE Es oa pG ah dd Ea cor ndo nora ndo Di ER LO DiDa 103 6 3 Organizar Manuais Apostilas sssesnsaiesssricssanteieisanesssosracescanasrirentecentucamra sd diradet d s 119 6 4 Documenta o dos Aplicativos eccreesererresooonrersoneecesonon tosa no anos sono nossos ones senao ooo onnnan 120
108. senhos t cnicos as especifica es e as literaturas t cnicas E para agilizar um processo de manuten o importante que todas estas informa es estejam acess veis de forma organizada e segura Automa o P gina 113 Este cap tulo tem como objetivo orientar os profissionais respons veis por manuten o e projetos na import ncia da organiza o de programas e configura es em um micro computador normalmente um laptop bem como organizar toda a documenta o impressa No final do cap tulo abordaremos a tem tica referente identifica o de falhas 6 1 Organiza o de Arquivos Como a maioria dos dispositivos eletr nicos possui configura o via software faz se necess rio organiza o destes dados para a redu o do tempo de manuten o de uma m quina processo Deste modo devem se organizar os softwares execut veis e os aplicativos em um microcomputador bem como as configura es de todas as m quinas tais como conversores inversores controladores de temperatura e servos conversores A organiza o destes dados deve seguir a um padr o de armazenamento de dados para facilitar a recupera o dos dados em disco Para atingir este objetivo de organiza o existem v rios modos Para quem nunca pensou nesta possibilidade sugiro uma maneira de organizar os dados Este m todo consiste em criar diret rios individuais e separados para dados e programas execut veis que s o instalados No primeiro caso cri
109. sibilidade de comunica o com outros equipamentos 9 Diagn sticos de erros e monitora o do sistema de forma remota Desde o seu surgimento at hoje em dia muita coisa evoluiu nos controladores l gicos como por exemplo a variedade de tipos de entradas e sa das o aumento da velocidade de processamento a complexidade da linguagem de programa o e a interface com o usu rio 3 3 Controlador L gico O controlador l gico o cora o do sistema pois ele quem vai gerir o funcionamento de todo o sistema Neste trabalho utilizamos a denomina o Controlador L gico CP Em outras literaturas utilizam se outras denomina es sendo que algumas delas s o de propriedade intelectual reservada patentes de fabricantes As tr s principais denomina es s o CP controlador program vel CLP Controlador L gico Program vel PLC Programmable Logic Controller Automa o P gina 40 O Controlador L gico um equipamento eletr nico formado por seis unidades principais ou seja processamento CPU de armazenamento de dados mem rias entradas sa das comunica o serial e fonte de alimenta o como ilustra o diagrama da figura 3 2 Este diagrama de blocos de dispositivos o mesmo utilizado para todos os circuitos de processamento de informa es tal como o micro computador pessoal Porta de ma Comunica o Mem ria Figura 3 45 Diagrama em blocos 3 3 1
110. stiver com n vel l gico zero o elemento permite a passagem da corrente virtual entre seus terminais O contato NF esta representado na figura 4 11 Endere o Caso a entrada Caso a entrada estiver desligada o estiver energizada o sinal de energia contato n o deixa passa para o pino passar o sinal de de saida do contato entrada para a sa da Figura 4 79 Contato NF 4 2 2 Elemento de Sa da O rele bobina um elemento de programa o que tamb m referencia operandos bin rios O rele bobina utilizado para finalizar uma linha de programa o pois ele constitui um elemento de sa da Este elemento pode assumir endere os de qualquer operando bin rio tais como sa da e operandos de mem rias auxiliares Nunca utilizaremos os operandos de entradas para referenciar os elementos de sa da pois estes sempre ser o um espelho das portas de entradas f sicas de nosso sistema O rele bobina um objeto de programa o que coloca o valor um no conte do do endere o do elemento caso exista corrente virtual na entrada do elemento caso contrario coloca o valor a zero Automa o P gina 76 Endere o x O Com orrente Desligado Corrente Ligado Figura 4 80 Rele bobina 4 2 3 Ladder L gicas B sicas Na figura 4 13 exemplificamos a utiliza o de contatos NA NF e rele bobina onde vemos os tr s elementos conectados em s rie sendo que o rele bobina posicionado mais direita como elemento de sa da O rele bo
111. strutivo Entrada As entradas s o classificadas quanto tecnologia empregada para sua constru o como e Transistor NPN tecnologia que utiliza o sinal positivo como refer ncia de tens o sendo o sinal negativo interpretado pelo controlador Veja que na figura 3 5 o valor entregue para a carga o sinal negativo zero volt enquanto o sinal que permanece como refer ncia o sinal positivo 24 V Figura 3 48 Circuito NPN e Transistor PNP tecnologia que utiliza o sinal negativo como refer ncia de tens o O sinal interpretado no controlador o sinal positivo Figura 3 49 Circuito PNP Automa o P gina 45 Al m dos padr es construtivos as entradas dos controladores s o disponibilizadas com isola o entre o circuito externo e interno utilizando se acopladores ticos Devido a esta forma construtiva a maioria dos fabricantes fornece o controlador com possibilidade de configura o do tipo de entrada NPN PNP conforme conex o do sinal de refer ncia Na figura 3 7 visualizamos a conex o deste sinal de refer ncia de um controlador para configur lo em NPN e PNP KZ E refer ncia i A w tico tico Figura 3 50 Entradas NPN e PNP 3 3 3 3Padr o Construtivo Sa da A principal fun o das sa das entregar energia suficiente para acionar as cargas conectadas ao controlador Portando a an lise da forma construtiva das sa das considerada sobre esta tica As sa das s o co
112. tema de endere amento segue tabela 3 5 alguns exemplos Fabricante Endere o Descri o C1 a C1024 Rel auxiliar WEG V1 a V1024 Registrador de 16 bits MO 0 a M1024 f Reles auxiliares em grupo de 16 bit A0 0 a A95 7 Ou grupos de 8 bits ALTUS MO a M1024 Registradores de 16 bits DO a D1024 Registradores de 32 bits BCD IRO 00 Reles auxiliares IR1000 15 MIRO DMO a DM6000 Registradores de 16 bits Aos pares registradores de 32 bits Y MO a M200 Reles Auxiliares Telemecanique Mw0 a Mw500 Registradores de 16 bits f MO 0 a M50 7 Reles Auxiliares Siemens MwO a Mw50 Registradores de 16 bits Tabela 3 6 Endere o das sa das digitais Alguns controladores reservam um espa o da mem ria para armazenar dados referentes ao processamento interno do sistema Estes dados podem ser utilizados no programa em ladder A esta regi o de mem ria chamamos de mem ria de sistema Nesta regi o de mem ria s o armazenados dados tais como tempo de scan sinalizadores de compara o pulsos auxiliares de tempo etc Para entender o que significa cada bit e cada registrador especial deve se consultar o manual do fabricante Na tabela 3 6 mostramos alguns exemplos Automa o P gina 61 Endere o Descri o M8002 Flag de energiza o no CP Mitshubishi SC58 Flag de energiza o no CP WEG O Altus n o possui flag de energiza o ele utiliza um procedimento de energiza o E XXXXXX 000 SR253 15 Flag de energiza o do CP OMR
113. um os outros sensores S2 e S3 devem estar em zero No estado dois o motor fica energizado A migra o para o estado quatro ocorre quando o sensor do bico for igual a um e os outros sensores iguais a zero neste estado o motor permanece desligado A migra o para o estado oito ocorrera quando o outro diagrama m quina 2 estiver no estado nove neste estado o motor ser ligado novamente O sistema retorna para o estado zero quando o sensor de sa da for igual a um e os outros sensores forem iguais a zero O sistema tamb m retorna para o estado zero quando a chave habilita for desligada for ando a entrada no estado zero Automa o P gina 106 O diagrama de estado da m quina n mero dois visualizado na figura 5 9 Esta m quina tamb m composta por quatro estados No estado o zero o bico fica desligado e ser ligado somente no estado dois A transi o do estado zero para o dois ocorre caso a m quina esteja habilita o sensor do bico igual a um e o diagrama da correia m quina 1 esteja no estado quatro No estado dois abre o bico de dosagem e espera tr s segundos antes da transi o para o estado quatro onde o bico de dosagem fica desligado Neste estado quatro ser temporizado mais 1 segundo que seria um tempo de acomoda o do produto na lata para migrar ao estado nove A migra o do estado nove para o zero ocorrer quando a lata sair da frente do sensor S2 Como seguran a a m quina tamb m ser desligada caso

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