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controle de velocidade em motor ca trifásico utilizando

1. 12 FIGURA 2 6 FORMATO DA INSTRU O JSR es 13 FIGURA 2 7 CONVERS O DE 14 FIGURA 2 8 FORMATO DA INSTRU O PID 15 FIGURA 2 9 EXEMPLO DE CONTROLE 16 FIGURA 2 10 ENDERE OS T PICOS DA INSTRU O 18 FIGURA 2 11 TELAS DE INSTRU O DOS DADOS NA INTRUCAO PID 19 FIGURA 2 12 JANELA DE SOFTWARE RSLOGIX500 V ALORES T PICOS 23 FIGURA 2 13 GR FICO DE ZONA MORTA 25 FIGURA 2 14 DIAGRAMA EM BLOCO DO INVERSOR DE FREQUENCIA 30 HODRA DAS RSLINK DDE ses 36 FIGURA 2 16 CRIANDO ACCESS 37 FIGURA 2 17 CONFIGURA O DA BASE DE DADOS DO APLICATIVO 38 FIGURA 2 18 CRIANDOTIDODENVARIANEL sarar 38 FIGURA 2 19 CONSTRUINDO UMA ANIMACAO ns 39 FIGURA 2 20 CRIANDO SCRIPTS 42 FIGURA 2 21 CRIANDOPROTOCOLODIDE nennen 43 FIGURA 2 22 CRIANDO PROTOCOLO DDE cemere 43 FIGURA 2 23 ISOLANTEDENVIDRO Te 46 FIGURA 2 24 ISOLANTE DE 47 FIGURA 2 25 BULBO DE RESIST NCIA TIPO 48 FIGURA 2 26 UNIVERSO TECNOL GICO DE MOTORES EL TRICOS 51 FIGURA 2 27 TRI NGULO DE POT NCIA PARA CARGA INDUTIVA
2. 2 Gd 2 AG 5 DA DB UL LL SP r DN EN Figura 2 12 Janela do software RSLogix500 com valores t picos Fonte Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjunto de Instru es SLC500 Software de Programa o p 11 07 Rockwell Agosto 1999 Flags da Instru o PID time mode bit TM palavra 0 bit 0 Este bit especifica o modo de opera o da instru o PID energizado quando o modo TIMED est sendo utilizado Quando desenergizado indica que o modo STI est sendo utilizado Este bit pode ser energizado ou desenergizado atrav s de instru es do programa de aplica o ou atrav s de um sistema supervis rio ROCKWELL AUTOMATION 1999 auto manual bit AM palavra O bit 1 Este bit especifica a opera o autom tica quando est desenergizado e a opera o manual quando energizado Pode ser energizado ou desenergizado atrav s de instru es do programa de aplica o ou atrav s de um sistema supervis rio ROCKWELL AUTOMATION 1999 23 control mode bit CM palavra 0 bit 2 Este bit desenergizado se o controle for reverso E SP PV energizado se controle for direto E PV SP Este bit pode ser energizado ou desenergizado atrav s de instru es do programa de aplica o ou atrav s de um sistema supervis rio ROCKWELL AUTOMATION 1999 output limiting enabled bit OL palavra 0 bit 3 Este
3. 52 EQUA O 2 7 EQUA O DE POT NCIA EL TRICA EM 52 EQUA O 2 8 EQUA O DE POT NCIA EL TRICA EM CA 53 EQUA O 2 9 EQUA O DE POT NCIA EL TRICA 53 EQUA O 2 10 EQUA O DE POT NCIA EL TRICA CARGAS RESISTIVAS 53 EQUA O 2 11 EQUA O DE POT NCIA EL TRICA CARGAS REATIVAS 54 EQUA O 2 12 EQUA O DE POT NCIA EL TRICA CARGAS REATIVAS 54 EQUA O 2 13 EQUA O DE POT NCIA 55 EQUA O 2 14 EQUA O DE POT NCIA 55 XII LISTA DE ABREVIATURAS CLP Controlador L gico Programado PT100 Sensor de temperatura RS Logix 500 Software utilizado pelo CLP RS Linx Driver de comunica o utilizado pelo CLP In Touch Software para cria o do supervis rio PID Instru o de controle Proporcional Integral e Derivativo utilizado no CLP PV Vari vel de Processo CV Vari vel de Controle DDE Dynamic Data Exchange Protocolo de comunica o que permite recebimento e envio de dados entre aplica o Windows DNAEE Departamento Nacional de gua e Energia El trica PWM Pulse width modulation Modula o por largura de pulso SDCD Sistema Digital de Controle Distribu do RPM Rota o por minuto CA Corrente Alternada CC Corrente
4. opcional somente partir da mec nica 2 2 Conexdo LINKCC EM Ae 3 Sonex operna de frenaoem D F kd a somente at rnec nica 7 sendo op o mec nicas de 4 Rede de alimenta o Motor EL RETIFICADOR INVERSOR Z Li trif sico E E 5 Filtra vansistanes d b IGET i a PE Sege LINK CC iniri i Circuito Intermedi rio Resimenta es Fala de fse 4 Juki a coments 4 Falta de fase somente partir da mec nica 3 POT NCIA CONTROLE Fontes para eletr nica e interfaces entre pot ncia Controie EXPANS O FRAEBE Opcional RS485 isolado 1 entrada digital lend anal 14 bits AQ258id anal 14 bits Entradas Contro He Digitais 3 E ient d 20mA isol nus DK cog i zsasid 4 20m4 mol Cart o de i Controle 72 S5aldas digitais Eriradas Com CPI 1 ent Sal encoder um S AT BIZ e FIELDBUS Opcional oaidas PC Profibus DP Anal gicas CLP Devicenet SDCU d Modbus RATU i e 2 i B nee e 11 RLS Interface homem m quna Figura 2 14 Diagrama em Bloco do Inversor de Freqii ncia Fonte WEG Inversor CF W09 Manual Inversor Frequ ncia Software 1 9X p 27 2005 Em termos de acionamentos de motores devemos nos atentar para duas grandezas f sicas que representam o estado d
5. Equa o PID A instru o PID utiliza a seguinte equa o Sa da Kc E t 1 Ti E t dt Td D PV t dt BIAS 2 1 Equa o 2 1 Sa da PID 16 As constantes de ganho padr o est o apresentadas na tabela 2 3 Tabela 2 3 Constantes de Ganho Padr o ISA Fonte Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjunto de Instru es SLC500 Software de Programa o p 11 02 Rockwell Agosto 1999 Refer ncia Proporcional Derivativo O termo derivativo velocidade suaviza a resposta atrav s da utiliza o de um filtro Passa Baixa A freq ncia de corte do filtro 16 vezes maior que a frequ ncia de canto comer frequency do termo derivativo ROCKWELL AUTOMATION 1999 Par metros da Instru o PID A instru o PID normalmente posicionada em uma linha sempre verdadeira Quando a linha falsa a sa da permanece no seu ltimo valor Durante a programa o deve se introduzir os endere os do Bloco de Controle e Vari vel de Processo depois de colocar a instru o PID em uma linha Control Block arquivo que armazena os dados necess rios para operar a Instru o O comprimento do arquivo do Bloco de Controle fixo em 23 palavras O endere o do Bloco de Controle deve ser introduzido como um endere o de arquivo do tipo inteiro N Por exemplo ao introduzir N7 2 os elementos de N7 2 a N7 24 ser o alocados automaticamente ROCKWELL
6. Configura o da Base de Dados do aplicativo Eng Units Para configurar a base de dados no menu Special escolher a op o Tagname Dictionary A figura 2 17 nos mostra a tela de configura o da Base de Dados do aplicativo VOTORANTIM CIMENTOS 2005 O item Tagname cont m o mnem nico Group o Grupo de Alarmes define a rea na qual o equipamento se encontra e Type o tipo de vari vel que o tag representa discreta real mensagem etc podendo ser uma vari vel interna mem ria ou tipo de DDE que busca dados de outra aplica o Conforme figura 2 18 Memory Discrete LO Discrete Indirect Discrete Memory Integer LO Integer Memory Heal i 10 Real Indirect Analog Memory Message 1 0 Message Indirect Message Group Var Hist Trend Tag ID Cancel Figura 2 18 Criando Tipo de Variavel 38 campo Comment um texto que define tag por exemplo Refer ncia Inversor Este texto sera mostrado na tela de alarmes eventos Cada tag que for acessado via comunica o DDE possui um endere o definido pelos campos item DDE Access Name onde o segundo define CLP em que tag sera lido escrito o primeiro define o endere o dentro deste CLP A parte de alarmes define o estado discreta ou limites anal gicas dos tags com que supervis rio ira gerar os alarmes Log Data define a vari vel ser armazenada no arquivo LOG para futuras consultas hist rico e Log Events define se a
7. Foram utilizados os softwares RSLogix500 RSLinx e InTouch para desenvolver toda parte programa o e anima o de telas no micro computador Windows utilizado foi XP O software RSLogix500 figura 3 30 foi utilizado para a programa o do Controlador L gico Program vel CLP onde foi desenvolvido todo diagrama Ladder File view Comms Tools Window Help I 81515 ca le e ewe 2s M LI lt gt 4 q opt aes 5 SE 15 user X TmeriCounter X inputioutput_X Compare Create a new document Figura 3 31 RSLogix500 O Software de utilizado fol o RSLinx figura 3 31 onde foi utilizada a comunica o serial RS232 File Edit View Communications Station DDE OPC Security Window Help 5 219 eil For Help press F1 NUM 04 28 06 02 16 4 Figura 3 32 RSLinx 60 O Software para a cria o das telas do Supervis rio foi InTouch Windowmaker figura 3 33 Z InTouch WindowMaker Figura 3 33 InTouch A comunica o entre o CLP e o micro computador realizada atrav s da interface serial RS 232 figura 3 34 A figura 2 34 mostra o Driver RS 232 j em execu o ou seja em Running Co nfigure Drivers Available Driver Types Rs 232 DF1 devices Add Mew Configured Drivers and Description Status AB DEI DH485 Sta O COM1 RUNNING Running Configure Startup Start
8. es na linha de montagem Para reduzir o custo de instala o decorrente destas altera es a especifica o de controle da GM necessitava de um sistema de estado s lido com a flexibilidade de um computador mas que pudesse ser programado e mantido pelos engenheiros e t cnicos da f brica Tamb m era preciso que suportasse o ar polu do a vibra o o ru do el trico e os extremos de umidade e temperatura encontrados normalmente num ambiente industrial Os primeiros CLPs foram instalados em 1969 fazendo sucesso quase imediato Funcionando como substituto de rel s at mesmo estes primeiros CLPs eram mais confi veis do que sistemas baseados em rel s principalmente devido robustez de seus componentes de estado s lido quando comparados s pe as m veis dos rel s eletromec nicos Os CLPs permitem reduzir os custos materiais de materiais m o de 67 obra instala o e localiza o de falhas ao reduzir a necessidade de fia o e erros associados Os CLPs ocupavam menos espa o do que os contadores temporizadores e outros componentes de controle anteriormente utilizados o qual associados a possibilidade de serem reprogramados permitiram uma maior flexibilidade para trocar os esquemas de controle Talvez a raz o principal da aceita o dos CLPs pela ind stria foi que a linguagem inicial de programa o que foi baseada nos diagramas ladder e s mbolos el tricos usados normalmente pelos eletricistas A maior parte do pess
9. Fonte Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjunto de Instru es SLC500 Software de Programa o p 03 Rockwell Agosto 1999 O estado terminal de sa da indicado atrav s de um bit espec fico do arquivo de sa da Ao ser estabelecida uma l gica verdadeira na linha de programa que cont m a instru o OTE o controlador energiza o respectivo bit em 1 fazendo com que o terminal de sa da seja energizado e o dispositivo de sa da conectado a este terminal seja acionado Caso essa l gica verdadeira n o seja estabelecida o controlador desenergiza o bit em O a instru o OTE desabilitada e o dispositivo de sa da associado desenergizado 12 A Instru o OTE n o retentiva a mesma desabilitada quando Controlador for alterado modo ou Teste ou quando a alimenta o do chassi restaurada Ocorrer um erro grave no Sistema de Controle Deve se observar que uma instru o OTE habilitada em uma rea de sub rotina permanecer habilitada at que haja uma nova varredura na rea de sub rotina Salto para Sub rotina JSR JSR Jump To Subroutine SBR File Number Figura 2 6 Formato da Instrucao JSR Fonte Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjunto de Instru es SLC500 Software de Programa o p 10 02 Rockwell Agosto 1999 Quando a condi o da linha verdadeira o controlador sa
10. Uni EUE CENTRO UNIVERSITARIO DE BRASILIA UNICEUB FACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGIA FAET CURSO ENGENHARIA DA COMPUTAGAO DISCIPLINA MONOGRAFIA ACAD MICA PROFESSOR ORIENTADOR JOSE JULIMA BEZERRA JUNIOR CONTROLE DE VELOCIDADE EM MOTOR CA TRIFASICO UTILIZANDO CONTROLE PID DO CLP FLAVIO MEIRELES FERREIRA REGISTRO ACADEMICO 2013488 2 Brasilia 2007 lt gt UniCEUB CENTRO UNIVERSIT RIO DE BRAS LIA UNICEUB FACULDADE DE CI NCIAS EXATAS E TECNOLOGIA FAET CURSO ENGENHARIA DA COMPUTA O DISCIPLINA MONOGRAFIA ACAD MICA PROFESSOR ORIENTADOR JOSE JULIMA BEZERRA JUNIOR CONTROLE DE VELOCIDADE EM MOTOR CA TRIFASICO UTILIZANDO CONTROLE PID DO CLP FLAVIO MEIRELES FERREIRA REGISTRO ACADEMICO 2013488 2 Monografia apresentada como requisito para conclusao do curso de Engenharia da Computa o no UniCEUB Centro Universit rio de Bras lia Bras lia 2007 lI lt gt UniCEUB CENTRO UNIVERSIT RIO DE BRAS LIA UNICEUB FACULDADE DE CI NCIAS EXATAS E TECNOLOGIA FAET CURSO ENGENHARIA DA COMPUTA O DISCIPLINA MONOGRAFIA ACAD MICA l PROFESSOR ORIENTADOR JOSE JULIM BEZERRA JUNIOR MEMBROS DA BANCA EXAMINADORA 1 PROFESSOR ORIENTADOR Prof MC Jose Julima Bezerra Junior 2 PROFESSOR CONVIDADO Prof MC Claudio Penedo 3 PROFESSOR CONVIDADO 3 2 1 MEMBROS DA BANCA ASSINATURA Prof MC Aderlon FINAL B
11. Stop Delete Figura 3 34 Configurando o Driver RS 232 61 A primeira etapa da montagem f sica do projeto consiste na prepara o da madeira na qual foi montado toda estrutura com fixa o do Rack do CLP onde foi instalado a fonte CPU e cart es Foram instalados tamb m o Inversor de Freqii ncia o Motor a Resist ncia el trica e o Sensor de temperatura PT100 Conforme AP NDICE I A segunda etapa foi a montagem el trica interliga es entre os equipamentos e aterramento de todos equipamentos Destacando que o Inversor de Frequ ncia o CLP e a Resist ncia el trica ambos possuem alimenta o independente ou seja disjuntores individualizados e a parte de aterramento pois a seguran a est em primeiro lugar Conforme AP NDICE e figura 3 35 Figura 3 35 Montagem el trica A terceira etapa do projeto foi a parte de parametriza o do Inversor de Freq ncia A quarta etapa foi a programa o do CLP e o desenvolvimento do supervis rio A programac o do CLP foi desenvolvida em linguagem Ladder conforme AP NDICE III Todo o hist rico do CLP est no ANEXO I A programa o do CLP est estruturada em tr s Ladders arquivos sendo eles LAD 2 PRINCIPAL LAD 3 MOTOR E LAD 4 PID conforme AP NDICE IV 62 Descrevendo cada Ladder criado LAD 2 PRINCIPAL foi criado os jumpers para sub rotina e conversao de escalas de entradas saidas anal gicas O motivo dessa convers o que o
12. press o vaz o velocidade etc Portanto o objetivo de utilizar a automa o industrial para obter resultados mais r pidos com custo baixo aperfei oar processos garantir resultados precisos com confiabilidade e qualidade do produto final foi alcan ado Destacando que no mercado ja existe equipamentos similares com maior capacidade e tecnologia com custo ainda menor A utiliza o de t cnicas de controle em Malha Fechada para obter um processo totalmente automatizado em tempo real atrav s do Supervis rio In Touch resultou na obten o de valores de temperatura determinado pelo operador ou usu rio utilizando um controle autom tico em Malha Fechada com a instru o de controle PID do CLP Controlador L gico Program vel Propostas de trabalhos futuros Como proposta futura para novos projetos sugiro a implementa o de um banco de dados para armazenagem de log s de eventos e de gr ficos Cria o de novas telas e aumento de vari veis de controles criando outros blocos de PID 65 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1 CARVALHO Geraldo Maquinas El tricas Teoria e Ensaios Editora Erica Ltda 2006 l edic o 17 CHEMTECH Home Page 2007 Disponivel em lt http www chemtech com br gt Acesso em 06 maio 2007 16 ECIL Home Page 2007 Disponivel em lt http www ecil com br gt Acesso desde inicio de 2007 3 ECIL Termometria Princ pios e Aplica es ECIL S A Produtos e Sistemas de Medi
13. ria varia de 1K a 64K ROCKWELL AUTOMATION 1998 Pontos de E S O controlador SLC 5 01 suporta o endere amento de at 3940 E S Os controladores SLC 5 02 SLC 5 03 SLC 5 04 e SLC 5 05 suportam um endere amento de 4096 E S Os controladores de estrutura modular SLC 500 s o suportados por mais de 60 m dulos de E S diferentes incluindo E S digital E S anal gica e E S inteligente Performance Os controladores de estrutura modular SLC 500 s o projetados tendo em vista o rendimento O tempo de varredura do programa para uma mistura t pica de Instru es varia de 0 9 ms k a 8 0 ms k dependendo do controlador O tempo de varredura da E S varia de 0 25 ms a 2 6 ms dependendo do controlador Suporte de Instru o Avan ada O n mero de instru es dispon veis depende do tipo de controlador Consulte a tabela abaixo para verificar os tipos de instru es oferecidos pelo controlador de estrutura modular SLC 500 Os controladores SLC 500 suportam v rios tipos de comunica o As se es a seguir descrevem as conex es f sicas dispon veis e as op es de protocolo utilizadas pelos controladores SLC 500 ROCKWELL AUTOMATION 1998 O canal Ethernet 10Base T oferece Taxa de comunica o de 10 Mbps Conector ISO IEC 8802 3STD 802 3 RJ45 para m dia 10Base T Protocolo de comunica o TCP IP Isolamento incorporado canal Data Highway Plus DH oferece Taxas de comunica o de 57 6K 115 2K e 230 4K baud Comp
14. uma temperatura de trabalho e o sistema atingir esse valor usando o controle PID do CLP por meio de um sensor de temperatura e um Inversor de Freq ncia A fonte de calor ser uma resist ncia el trica conforme figura 1 1 Figura 1 1 Diagrama do Projeto A figura 1 1 mostra a vis o geral do projeto ou seja um computador pessoal conectado atrav s de um cabo serial RS232 a um Controlador L gico Program vel PLC onde o mesmo encontra se interligado com um sensor de temperatura PT100 e um Inversor de Freqii ncia este por sua vez est conectado a um motor de Corrente Alternada trif sico de 0 5 cv e na ponta do eixo deste motor encontra se um ventilador A fonte de calor utilizada uma resist ncia el trica 250 W O CLP ir atrav s de seu bloco de controle PID controlar toda a Malha Fechada do sistema 1 1 MOTIVACAO A automa o industrial no cen rio nacional e internacional est exigindo Engenheiros da Computa o cada vez mais preparados para o mercado de trabalho Diante dessa exig ncia de mercado o projeto de Controle de Velocidade de um Motor CA utilizando controle PID do CLP mostrar um pouco do que os Engenheiros da Computa o podem desenvolver na rea de automa o As principais motiva es para o desenvolvimento deste trabalho foram a crescente exig ncia de mercado um desafio pessoal por ser um projeto inovador no UniCEUB a utiliza o do projeto pela Votorantim Cimentos Brasil para treinamen
15. AUTOMATION 1999 N o se deve escrever endere os do bloco de controle em outras instru es do programa Ao reutilizar um bloco de dado que foi anteriormente alocado para algum outro uso deve se primeiro zerar os dados ROCKWELL AUTOMATION 1999 Process Variable PV endere o de elemento que armazena o valor da entrada do processo Este endere o pode ser o endere o da palavra da entrada anal gica onde o valor da entrada A D est armazenado Este valor pode ser tamb m um valor inteiro quando se deseja trabalhar com o valor de entrada em escala na faixa de 0 16383 Control Variable CV endere o de elemento que armazena a sa da da instru o PID A faixa do valor de sa da de O a 16383 sendo que 16383 100 do valor Este 17 normalmente um valor inteiro de forma que pode se colocar em escala a faixa de saida PID para a faixa anal gica espec fica necess ria na aplica o A figura 2 10 ilustra a instru o PID com endere os t picos para os seus par metros PID Control Block N 7 0 Process Variable N7 30 Control Vanable 31 Control Block Length 23 Setup Screen Figura 2 10 Endere os T picos da Instru o PID Fonte Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjunto de Instru es SLC500 Software de Programa o p 11 03 Rockwell Agosto 1999 Ap s a introdu o dos endere os do Bloco de Controle Vari vel do Processo e Vari vel de Controle o softw
16. Communication CONTROLE Autobrowse IE workstation FLAVIO 68A84FF7 4 ge Linx Gateways Ethernet e AB_DF1 1 DH 485 00 Workstation FLAVIO 68A84FF7 fg 01 SLC 5 04 DEFAULT Delete Figura 2 22 Criando protocolo DDE 43 2 4 Sensor de temperatura PT100 As termoresist ncias bulbos de resist ncia term metro de resist ncia ou RTD Resistance Temperature Detectors s o sensores que se baseiam no principio de varia o da resist ncia hmica em fun o da temperatura Elas aumentam a resist ncia com o aumento da temperatura Esta termoresist ncia tem sua curva padronizada conforme norma DIN IEC 751 1985 e tem como caracter sticas uma resist ncia de 1000 a OC Convencionou se cham la de Pt 100 fios de platina com 1000 a 0 C Sua faixa de trabalho vai de 200 a 650 C por m a ITS 90 padronizou seu uso at 962 C aproximadamente SENAI 1999 As termoresist ncias bulbos de resist ncia term metro de resist ncia ou RTD s o sensores que se baseiam no princ pio de varia o da resist ncia hmica em fun o da temperatura Elas aumentam a resist ncia com o aumento da temperatura Seu elemento sensor consiste de uma resist ncia em forma de fio de platina de alta pureza de n quel ou de cobre menos usado encapsulado num bulbo de cer mica ou de vidro SENAI 1999 Entre estes materiais o mais utilizado a platina pois apresenta uma ampla escala de temperatura uma alta resistivida
17. Continua Vdc Tensao Continua CPU Unidade Central de Processamento E S ou I O Entradas e sa das discretas utilizadas no CLP WEG Fabricante brasileira de motores el tricos DIN IEC Norma Regulamentadora International Electrotechnical Commission ASTM Sociedade Americana para Materiais e Testes CFW09 Modelo de Inversor de Freq ncia WEG ITS 90 The International Temperature Scale of 1990 was adopted by the International Committee of Weights and Measures at its meeting in 1989 in accordance with the request embodied in Resolution 7 of the 18 General Conference of Weights and Measures of 1987 This scale supersedes the International Practical Temperature Scale of 1968 amended edition of 1975 and the 1976 Provisional 0 5 K to 30 K Temperature Scale RS232 Interface Serial de Comunica o Rela o Tens o Frequ ncia Modo Escalar XIII Windowmaker Ambiente de desenvolvimento para de janelas graficas de anima es para aplica es Windows Windowview Ambiente de desenvolvimento para visualiza o de janelas gr ficas de anima es criadas no Windowmaker para aplica es Windows EGA Enhanced Graphics Adapter VGA Video Graphics Array PC Computador pessoal RTD Resistance Temperature Detectors SNMP Simple Network Management Protocol servi o Encaminhamento e acesso remoto num ambiente de protocolo de gestao de rede simples BOOTP Bootstrap Proto
18. VOTORANTIM CIMENTOS 2005 Blink de um Objeto Blink Idem propriedade de visibilidade por m modificando a propriedade de mudan a de cor intermitentemente de acordo com uma frequ ncia pr definida VOTORANTIM CIMENTOS 2005 40 Rota o de um Objeto Orientation define segundo um tag ou express o uma orienta o em graus de um objeto relativo a sua posi o original Desabilita o de um Objeto Disable define se um objeto geralmente um bot o ou uma entrada de dados poder ser disponibilizado para que o operador tenha acesso Mostra de Dados value display Mostra um determinado valor ou resultado de uma express o na tela que pode ser do tipo discreta ou anal gica que o mais comum ou uma string VOTORANTIM CIMENTOS 2005 importante lembrar que quando maior o n mero de anima es em uma determinada janela maior ser o tempo para atualiza o e consequentemente mais lento ser a visualiza o de um evento ocorrido no processo Deste modo importante fazer as telas o quanto mais objetivas poss veis evitando as anima es sup rfluas e desnecess rias Scripts s o pequenas rotinas que o InTouch executa condicionada a algum evento que pode ser altera o de valor de uma vari vel pressionamento de uma tecla abertura de uma janela etc Este scripts s o feitos utilizando se linguagem de alto n vel com fun es do tipo IF THEN ELSE ENDIF Estes Scripts tamb m aumentam consideravelmente o t
19. cabo 1747 CP3 para a conex o direta DEI Half Duplex Mestre Escravo para comunica o tipo SCADA ponto a multiponto DH 485 Utilize uma 1761 NET AIC com um cabo 1747 CP3 para a conex o rede DH 485 E S ASCII para a conex o a outros dispositivos ASCII tais como leitores de c digo de barras impressoras seriais e balan as rel gio calend rio em tempo real Incorporado Interrup o Temporizada Selecion vel STI de 1 ms Interrup o de Entrada Discreta DII de 0 50 ms capacidades matematicas avancadas trigonometria PID exponencial pontoflutuante e instru o compute endere amento indireto o flash PROM oferece atualiza es de firmware sem trocar fisicamente os EPROMs modulo de memoria flash EPROM opcional chave seletora de modo RUN REMote PROGram remove falhas RAM alimentada bateria instru es adicionais como por exemplo as instru es swap e scale compar metros SLC 5 04 08401 ou posterior listagem multiponto SLC 5 04 OS401 ou posterior certifica es UL CSA e CE A figura 2 1 apresenta alguns componentes de hardware dos controladores SLC 5 04 1747 L541 1747 L542 ou 1747 L543 e SLC 5 04 CPU RUN 1 CJ FORCE FLT 7 CJ DH O ns222 RUN REM PROG Bateria AL Mant m o programa na mem ria quando da falta de energia CMOS RAM Modulo de Memoria Seletora de Modo DH 485 DF1 ou
20. controle do processo aos m dulos de sa da Descarregue o programa no controlador o qual deve permanecer no modo programa o ATEN O Assegure se que todas as possibilidades de movimento de m quina foram consideradas no que se refere seguran a pessoal e danos ao equipamento poss vel que a sa da CV possa oscilar de O a 100 durante a programa o Etapa 3 Introduza os seguintes valores O valor de refer ncia inicial SP um rearme Ti de 0 uma velocidade Td de 0 um ganho de 1 e uma atualiza o de malha de 5 ROCKWELL AUTOMATION 1999 Ajustar o modo PID para STI ou Timed atrav s do programa de aplica o Se STI for selecionado assegure se que o tempo de atualiza o da malha seja igual ao Intervalo de tempo STI ROCKWELL AUTOMATION 1999 Introduza os ajustes opcionais necessarios limite de saida alarme de saida escala Smax Smin feedforward ROCKWELL AUTOMATION 1999 Etapa 4 Fa a um gr fico de CV PV entrada anal gica ou sa da anal gica e suas varia es com o tempo em rela o ao valor de refer ncia SP 2 Etapa 5 Coloque a instru o PID no modo MANUAL e passe o controlador para o modo de Opera o ROCKWELL AUTOMATION 1999 Etapa 6 Ao monitorar o PID ajuste o processo manualmente escrevendo o valor da porcentagem CV ROCKWELL AUTOMATION 1999 Etapa 7 Ao perceber que o processo est sob controle manualmente coloque a Instru o no modo AU
21. de controle por exemplo escrever o valor em N7 4 se o bloco de controle for N7 2 ROCKWELL AUTOMATION 1999 Sem escala a faixa desse valor de 0 16383 Caso contr rio a faixa de escala m nima palavra 8 escala m xima palavra 7 ROCKWELL AUTOMATION 1999 Scaled process PV palavra 14 somente para exibi o e monitora o Este o valor da vari vel de processo em escala entrada anal gica Sem escala a faixa deste valor de O a 16383 Caso contr rio a faixa est entre a escala m nima palavra 8 e a escala m xima palavra 7 ROCKWELL AUTOMATION 1999 Scaled error palavra 15 Somente para exibi o e monitora o Este o erro em escala conforme selecionado pelo par metro de modo de controle Quando n o existe escala a faixa de 16383 a 16383 ROCKWELL AUTOMATION 1999 deadband DB palavra 9 Introduzir um valor que n o seja negativo zona morta permite selecionar uma faixa acima e abaixo da refer ncia SP A zona morta introduzida no cruzamento zero da vari vel de Processo PU e de refer ncia SP Isto significa que a zona morta efetiva somente depois que a vari vel de processo PV entrar na zona morta e passar pela refer ncia SP Faixa de 0 valor m ximo em escala ou de O a 16383 quando n o h escala ROCKWELL AUTOMATION 1999 20 output CV palavra 16 Este o valor de sa da calculado pelo algoritmo PID Ao selecionar o mod
22. definindo ambas Tens o e Frequ ncia Definitivamente este m todo n o utiliza dispositivo de realimenta o de posi o ou velocidade do eixo do motor Sem este dispositivo de realimenta o o acionamento chamado de circuito em Malha Aberta As grandes vantagens s o o baixo custo e a n o utiliza o de dispositivo de realimenta o O Inversor de Frequ ncia CFW 09 utilizado no projeto um equipamento de alta performance o qual permite o controle de velocidade e torque de motores de indu o trif sicos A caracter stica central deste equipamento a tecnologia de Controle Escalar V f WEG 2006 Com base nessa tecnologia e o motor utilizado o Inversor CFWO9 utilizado foi parametrizado conforme tabela de par metros do AP NDICE I 31 2 3 Supervis rio In Touch Todo processo sera monitorado On Line na tela do micro computador e para obtermos monitoramento desejado utilizamos a ferramenta In Touch que um pacote de software usado para criar interfaces homem maquina baseadas em plataformas PC In Touch utiliza Microsoft Windows versao 3 0 ou superior como ambiente de trabalho O pacote consiste de dois elementos principais o Windowmaker Windowview VOTORANTIM CIMENTOS 2005 O Windowmaker o ambiente de desenvolvimento que fornece todas as fun es necess rias para a cria o e edi o de janelas com anima es e bot es para a conex o com sistemas de Entradas e Sa das Industriais
23. indu o trif sico figura 2 29 composto fundamentalmente de duas partes estator e rotor WEG 2006 Figura 2 28 Motor de Indu o trif sico Fonte WEG Motores El tricos Linhas de Produtos Caracter sticas Especifica o Instala o Manuten o p D9 2006 Estator O Carca a 1 a estrutura do conjunto de constru o robusta em ferro fundido a o ou alum nio Injetado resistente corros o e com aletas O N cleo de chapas 2 as chapas sao de aco magn tico tratadas termicamente para reduzir ao minimo as perdas no ferro Enrolamento trifasico 8 tr s conjuntos iguais de bobinas uma para cada fase formando um sistema trif sico ligado a rede trifasica de alimenta o Rotor O Eixo 7 transmite a pot ncia mec nica desenvolvida pelo motor tratado termicamente para evitar problemas como empenamento e fadiga O N cleo de chapas 3 as chapas possuem as mesmas caracteristicas das chapas do estator O Barras e an is de curto circuito 12 sao de aluminio injetado sob pressao numa unica WEG 2006 Outras partes do motor de indu o trif sico O Tampa 4 O Ventilador 5 56 Tampa defletora 6 Caixa de liga o 9 O Rolamentos 11 WEG 2006 O foco deste manual o motor de gaiola cujo rotor constitu do de um conjunto de barras n o isoladas e interligadas por an is de curto circuito O que caracteriza o motor de indu o
24. o e a uma vari vel set reset entrada direta ou reversa mudan a de estado toggle Varia es de Cor Line Color Fill Color Text Color Aplicaveis as linhas objetos s lidos ou textos alterando cor da linha preenchimento cor de texto Os tipos de varia es podem ser Discreta Associa a um tag discreto ou expressao com resultado discreto uma cor especifica para cada estado Oe 1 Anal gica Associa a uma tag anal gico ou express o com resultado anal gico uma cor espec fica para cada faixa de valor Alarmes Discretos Associa a uma alarme de uma dada vari vel discreta uma cor espec fica Alarmes Anal gicos Associa a um alarme de uma dada vari vel anal gica uma cor espec fica para cada faixa de alarme VOTORANTIM CIMENTOS 2005 Varia es das Dimens es do Objeto Object Size Varia altura largura do objeto de acordo com uma expressao tag anal gica Varia o da Posi o do Objeto Location De acordo com uma tag ou express o associado um deslocamento do objeto podendo este deslocamento ser da esquerda para direita ou vice versa de cima para baixo ou vice versa Preenchimento de um Objeto percent fill De acordo com um tag ou express o associado um preenchimento que pode ser horizontal ou vertical Animacoes diversas Visibilidade de um Objeto Visibility um tag ou expressao fornece um valor discreto de modo a definir a visibilidade do objeto
25. of control PID Keywords Industrial automation PLC Control of Speed Engine CA Temperature PID SUMARIO Pagina INDICE RIES De VIII INDICE DET IX INDICE DE BOUAG EE x LISTA DE ABREVIATURAS I I aT XI L INTRODU O 01 SO NR 02 OBIETI ete 03 1 3 METODOLOGIA PESOUTIsA sr a 03 1 4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA eene 03 2 REFERENCIAL TE RICO 04 m 04 2 2 INVERSOR DE FREQU NCIA CEWO in 29 2 3 SUPERVIS RIO IN 32 2 4 SENSOR DE TEMPERATURA 43 OS P e ente ct D LA M 50 3 DESENVOLVIMENTO 59 R e CH ei E e ss Ra NS ai E done a ILI asuntu E ae RR ree 65 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS eene 66 ANE e esa 67 APENDICES mm 69 IX INDICE DE FIGURAS FIGURA 1 1 DIAGRAMA DO PROJETO 02 FIGURA 2 1 VIS O GERAL CPU 5 04 UTILIZADA NO 08 FIGURA 2 2 COMPONENTES T PICOS 09 FIGURA 2 3 FORMATO DA INSTRU O XIC eerte 10 FIGURA 2 4 FORMATO DA INSTRU O reete 11 FIGURA 2 5 FORMATO DA INSTRU O
26. pode chamar de Malha Fechada ou em ingl s Closed Loop O conceito de automa o imp e se cada vez mais nas empresas preocupadas em melhorar a sua produtividade reduzindo ao mesmo tempo os custos Conv m notar que quanto mais um processo se encontrar automatizado maiores ser o os benef cios da automa o na regularidade da qualidade de um produto na economia de energia passando pela flexibilidade e seguran a de funcionamento e consequentemente pela melhoria da produtividade Estamos na era da automa o A primeira revolu o industrial foi caracterizada pela substitui o do trabalho manual por m quinas motrizes ou seja a mecaniza o A automa o a introdu o da mecaniza o n o s desses trabalhos mas tamb m dos trabalhos mentais SIGHIERI Luciano AKIYOSHI Nishinari Na automa o o dispositivo ou sistema automatizado sempre ira fazer uma an lise do resultado final do trabalho com o objetivo inicial Toda essa an lise e troca de informa o chama se realimenta o ou feedback Essa a o de comparar as informa es com o objetivo desejado pode gerar uma diferen a positiva ou negativa no qual a fun o da automa o corrigir essa diferen a para zero ou pr xima de zero SIGHIERI Luciano AKIYOSHI Nishinari Diante da vis o sobre automa o citada acima este projeto prop e um controle de velocidade em um motor trif sico CA em Malha Fechada onde o operador ou usu rio determinar
27. que s o estator ligado rede de alimenta o O rotor n o alimentado externamente e as correntes que circulam nele s o induzidas eletromagneticamente pelo estator donde o seu nome de motor de indu o WEG 2006 No Brasil o sistema de alimenta o pode ser monof sico ou trif sico O sistema monof sico utilizado em servi os dom sticos comerciais rurais enquanto o sistema trif sico em aplica es industriais ambos em 60Hz WEG 2006 As tens es trif sicas mais usadas nas redes industriais s o Baixa tens o 220V 380V e 440V M dia tensao 2 300 V 4 160 V e 6 600 V O sistema trif sico estrela de baixa tens o consiste de tr s condutores de fase L1 L2 L3 e o condutor neutro N sendo este conectado ao ponto estrela do gerador ou secund rio dos transformadores conforme mostra figura 2 29 WEG 2006 Figura 2 29 Sistema Trif sico Fonte WEG Motores El tricos Linhas de Produtos Caracter sticas Especifica o Instala o Manutenc o p D11 2006 57 As tens es monofasicas padronizadas no Brasil sao as de 127V conhecida como 110V e 220V Os motores monof sicos s o ligados duas fases tens o de linha U ou uma fase e o neutro tens o de fase U Assim a tens o nominal do motor monof sico dever ser igual tens o U ou U do sistema WEG 2006 Quando v rios motores monof sicos s o conectados ao sistema trif sico formado por tr s sistema
28. tabela de dados de sa da Caso n o execute a opera o de salvar n o ser poss vel ajustar o n vel da sa da no modo manual ROCKWELL AUTOMATION 1999 Se o programa de aplica o ajustar o n vel de sa da manual o programa deve ser projetado para escrever o endere o CV quando no modo manual Deve se observar que este n mero est na faixa de O a 16383 e n o de O a 100 Ao escrever a porcentagem CV palavra 16 no programa de aplica o o modo manual n o tem nenhum efeito ROCKWELL AUTOMATION 1999 26 Os ajustes do PID requerem conhecimento de controle de processo Recomenda se obter treinamento sobre os m todos e teoria de controle de processo H uma s rie de t cnicas que podem ser utilizadas para sintonizar uma malha PID O m todo de sintonizar um PID apresentado a seguir geral e limitado ao lidar com os dist rbios de carga ROCKWELL AUTOMATION 1999 Importante Este m todo requer que a instru o PID controle uma aplica o n o cr tica em termos de seguran a pessoal e danos ao equipamento ROCKWELL AUTOMATION 1999 O seguinte m todo requer alguns c lculos Proceda conforme descrito nas etapas a seguir Etapa 1 Crie o programa de aplica o Certifique se de que a entrada anal gica esteja devidamente em escala para a faixa da vari vel de processo PV e que a vari vel de controle CV tamb m esteja em escala para a sa da anal gica Etapa 2 Conecte o equipamento de
29. troca sobreposi o e mensagens ao operador VOTORANTIM CIMENTOS 2005 b Diferentes liga es de anima es podem ser combinadas para produzir um conjunto ilimitado de efeitos de anima o gr fica entradas discretas anal gicas e alfanum ricas deslocamento horizontal e vertical bot es on off bot es de a o bot es para mostrar esconder janelas anima o de cor de linha cor de preenchimento e cor de texto anima o de altura e largura do objeto anima o de posi o horizontal e vertical anima o de tamanho percentual de preenchimento visibilidade sa da discreta anal gica e alfanum rica rota o blink C Nao ha limite para o numero de animacoes aplicadas a um objeto Alarmes a Nao ha limite para o numero de alarmes b Possui 999 de prioridade e 8 n veis de agrupamento cada um com at 166 subgrupos e Suporta alarmes de n veis muito alto alto baixo e muito baixo taxa de mudan a desvio m ximo e m nimo d Alarmes podem ser gravados em disco mostrados em tela e impressos com formato configur veis Sele o por grupo e ou prioridade para exibi o de hist rico ou resumo de alarmes e reconhecimento VOTORANTIM CIMENTOS 2005 Relat rios e C lculos a M dulos de relat rios permitem a cria o de relat rios de alarmes eventos Produ o monitora o manuten o etc Os relat rios podem conter valores mais recentes de vari veis do processo valores armazenados e
30. vari vel ser armazenada no arquivo ALG VOTORANTIM CIMENTOS 2005 O InTouch possui uma variedade de tipos de anima es que podem ser associadas a uma objeto A figura 2 19 nos mostra quais s o estas anima es Object type Button Cancel Touch Links Line Color Fill Color Text Color User Inputs Kis pa 3 a Discrete p ES ES m Analog a E E String Ba Sliders Object Size Location Percent Fill Vertical amp Height E Vertical E Horizontal D Width Do Horizontal Touch Pushbutton Miscellaneous Value Display w Discrete Value a Visibility Discrete Action E Blink m Analog Show window Orientation m String Hide Window Disable Figura 2 19 Construindo uma anima o Entrada de Dados do Operador User Imputs Aplic vel a objetos geralmente bot es para entrada de par metros como set points c digos de acesso etc na configura o define se o tipo de vari vel que ser carregada discreta anal gicas ou strings VOTORANTIM CIMENTOS 2005 39 Entrada de Valores Sliders Define uma anima o qual o operador entra com um dado anal gico associado posi o de um cursor Este cursor pode variar horizontalmente ou verticalmente A es Associadas a Bot es Touch Pushbuttons Pode definir uma a o script ou uma entrada de dados discreta Para uma entrada discreta atribui se uma a
31. 06 O conjugado tamb m chamado torque momento ou bin rio a medida do esfor o necess rio para girar um eixo WEG 2006 A pot ncia el trica em circuitos de corrente cont nua pode ser obtida atrav s da rela o da tens o U corrente I e resist ncia R envolvidas no circuito ou seja P U I W 2 5 Equa o 2 5 Equa o de Pot ncia El trica em corrente cont nua OU U 2 P W 2 6 R Equa o 2 6 Equa o de Pot ncia El trica em corrente continua OU W 2 7 Equa o 2 7 Equa o de Pot ncia El trica em corrente cont nua Onde U tens o em volt UF corrente em amp re resist ncia em ohm pot ncia m dia em watt 22 Circuitos de corrente alternada a Resist ncia No caso de resist ncias quanto maior a tens o da rede maior ser a corrente mais depressa a resist ncia ira se aquecer Isto quer dizer que a pot ncia el trica sera maior A pot ncia el trica absorvida da rede no caso de resist ncia calculada multiplicando se a tens o da rede pela corrente se a resist ncia carga for monof sica P U xI W 2 8 Equa o 2 8 Equa o de Pot ncia El trica em Corrente Alternada No sistema trif sico a pot ncia em cada fase da carga ser Pf Ur x Ij como se fosse um sistema monof sico independente A pot ncia total ser a soma das pot ncias das tr s fases ou seja Ur x I 2 9 Equa o 2 9 Equ
32. 15 310 340 226 21 226 56 226 91 227 26 227 61 227 96 228 31 228 66 229 02 229 37 229 72 340 49 2 5 Motores El tricos Motor el trico a m quina destinada a transformar energia el trica em energia mec nica o mais usado de todos os tipos de motores pois combina as vantagens da utiliza o da energia el trica baixo custo facilidade de transporte limpeza e simplicidade de comando com sua constru o simples custo reduzido grande versatilidade de adapta o s cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos Os tipos mais comuns de motores el tricos s o a Motores de corrente cont nua S o motores de custo mais elevado e al m disso precisam de uma fonte de corrente cont nua ou de um dispositivo que converta a corrente alternada comum em cont nua Podem funcionar com velocidade ajust vel entre amplos limites e se prestam a controles de grande flexibilidade e precis o Por isso seu uso restrito a casos especiais em que estas exig ncias compensam o custo muito mais alto da instala o b Motores de corrente alternada S o os mais utilizados porque a distribui o de energia el trica feita normalmente em corrente alternada Os principais tipos s o Motor s ncrono funciona com velocidade fixa utilizado somente para grande potencias devido ao seu alto custo e tamanhos menores ou q
33. 151 71 152 08 152 46 152 83 153 21 140 153 58 pem vem 154 73 155 08 155 46 156 20 een 160 161 05 Ll 162 17 162 54 162 91 a 163 66 rr 164 40 170 164 77 165 14 165 51 165 89 166 26 166 63 167 00 167 37 167 74 168 11 180 168 48 168 85 169 22 169 59 169 96 170 33 170 70 171 07 171 43 190 172 17 172 54 172 91 173 28 173 65 174 02 174 38 174 75 175 12 200 175 86 176 22 176 59 176 96 177 33 177 69 178 06 178 43 178 79 179 16 179 53 200 210 179 53 179 89 180 26 180 63 180 99 181 36 181 72 182 09 182 46 182 82 183 19 210 220 183 19 183 55 183 92 184 28 184 65 185 01 185 38 185 74 186 11 186 47 186 84 220 230 186 84 187 20 187 56 187 93 188 29 188 66 189 02 189 38 198 75 190 11 190 47 de 240 190 47 190 84 191 20 191 56 191 92 192 29 192 65 193 01 193 37 193 74 194 10 240 250 194 10 194 46 194 82 195 18 195 55 195 91 196 27 196 63 196 99 197 35 260 197 71 198 07 198 43 198 79 199 15 199 51 199 87 200 23 200 59 207 05 207 41 207 77 208 13 209 91 210 27 210 63 300 212 05 212 41 212 76 I 213 48 213 83 214 19 214 54 214 90 215 25 215 61 300 217 03 217 38 217 74 218 09 218 44 218 80 219
34. 55 FIGURA 2 28 MOTOR DE INDU O TRIF SICO cete 56 FIGURA 2 29 SISTEMA TRIEASICO nee 57 FIGURA 3 30 VIS O GERAL treten treten erre 59 FIGURA SS 1 60 EILER 60 FIGURAS S OR LS al us u u Ne ne 61 FIGURA 3 34 CONFIGURANDO DRIVER Ri 61 FIGURA 3 35 MONTAGEM EL TRICA eerte 62 FIGURA 3 36 JANELA DE COMANDO E VISUALIZA CAQO a 63 FIGURA 3 37 CRIANDO OS ACCESS 5 64 FIGURA 2 55 AJUSTES DO PID ht dust ute Rud Sept ut dub ca Sa 64 INDICE DE TABELAS TABELA 2 1 L GICA DA INSTRU O XIC ns 11 TABELA 2 2 L GICA DA INSTRU O XIO aaa 12 TABELA 2 3 CONSTANTES DE GANHO PADR O 5 17 TABELA 2 4 SELE O DE LIMITE DE SA DA CN 22 TABELA 2 5 TABELA DE VARIA O DE RESIST NCIA 49 INDICE DE EQUACOES EQUA O 2 1 SA DA PID 16 EQUA O 2 2 EQUA O CALLENDAR VAN 5 44 EQUA O 2 3 EQUA O CALLENDAR VAN 5 45 EQUA O 2 4 EQUA O CALLENDAR VAN 5 45 EQUA O 2 5 EQUA O DE POT NCIA EL TRICA EM 52 EQUA O 2 6 EQUA O DE POT NCIA EL TRICA EM
35. Aparente S o resultado da multiplicac o da tens o pela corrente S U x I para sistemas monof sicos e S 43 x U x L para sistemas trif sicos Corresponde pot ncia que existiria se n o houvesse defasagem da corrente ou seja se a carga fosse formada por resist ncias Ent o P cos p VA 2 12 Equac o 2 12 Equacao de Pot ncia El trica em Cargas Reativas Evidentemente para as cargas resistivas cos o 1 e a pot ncia ativa se confunde com a pot ncia aparente WEG 2006 A unidade de medidas para pot ncia aparente o volt amp re VA ou seu m ltiplo o quilo volt ampere kV A WEG 2006 54 Pot ncia Ativa E a parcela da pot ncia aparente que realiza trabalho ou seja que transformada em energia WEG 2006 P 4 3 x U x Ix coso W ou P S coso W 2 13 Equa o 2 13 Equa o de Pot ncia Ativa Pot ncia Reativa Q a parcela da pot ncia aparente que n o realiza trabalho Apenas transferida e armazenada nos elementos passivos capacitores e indutores do circuito WEG 2006 Q 43 U Iseng V Ar ou Q S VAr 2 14 Equa o 2 14 Equa o de Pot ncia Reativa Tri ngulo de pot ncias HE Figura 2 27 Tri ngulo de Pot ncia para Carga Indutiva Fonte WEG Motores El tricos Linhas de Produtos Caracter sticas Especifica o Instala o 2006 29 Motor de indu o trif sico O motor de
36. CLP trabalha com valores de 0 a 16383 para entradas saidas de corrente de 4 a 20 mA e 2000 a 8700 para entradas de resist ncia RTD PT100 Essa convers o foi necess ria para leitura das faixas de medi es de O a 3600 RPM de 0 a 400 C 0 LAD 3 MOTOR onde foi criado todo comando e intertravamento do Inversor motor e CLP LAD 4 PID onde foi criado o bloco de instru o PID respons vel por todo controle da Malha Foi criado janela de comando para ligar e desligar o motor anima o das imagens criadas cria o da janela de inser o de valores PID e leitura das vari veis como tamb m gr fico de tend ncia real on line Conforme figura 3 36 E inTouch WindowViewer D MEUS DOCUMENTOS FACULDADE PROJETO FINAL PROJETO FINAL Es File Logic Special Development untcEum VELOCIDADE EXE CORRENTE 0533 LIGA DESLIGA TEMPERATURA SET POINT VELOCIDADE lll 737 9 RPM mmy MANUAL AUTOM 400 360 PROPORCIONAL a INTEGRAL 1000 280 DERIVATIVA 0020 BANDA MORTA 0 00 INTERV TEMPO 100 p CUIDADO OS VALOHES DIGITA 40 DOS SER O ESCRITOS NO CLP SES ml N e e 0 00 16 33 45 H LA J 0 e d in i0 00 16 33 45 16 37 30 16 41 15 Figura 3 36 Janela de comando e visualizacao 63 Conforme figura 3 37 fora
37. Data Files Cross Reference OD OUTPUT H INPUT 52 STATUS B3 BINARY T4 TIMER C5 COUNTER CONTROL N7 INTEGER F8 FLOAT NS J Force Files OD OUTPUT 0003 H INPUT Ss lt I gt 4 Entry is valid 2 0002 APP a SCP Scale w Parameters Input Input Min Input Max Scaled Min Scaled Max Output Figura 2 7 Convers o de Escala Com os Controladores de estrutura de E S fixa e SLC500 5 0 I pode se aninhar at quatro n veis de sub rotinas ROCKWELL AUTOMATION 1999 Com os Controladores MicroLogix SLC500 5 02 5 03 5 04 e 5 05 poss vel aninhar at oito n veis de sub rotinas No caso da utiliza o de uma sub rotina ST sub rotina de interrup o disparada por evento de E S ou rotina de falha do usu rio pode se aninhar at tr s n veis de cada sub rotina ROCKWELL AUTOMATION 1999 Par metros da Instru o SCP Input Valor a ser escalonado Um endere o de programa 16 bits ou 32 bits Input Min Valor m nimo de entrada ser o menor valor da faixa 3 Um endere o de programa 16 bits ou 32 bits Input Max Valor m ximo de entrada ser o maior valor da faixa Um endere o de programa 16 bits ou 32 bits Scaled Min Valor m nimo de escala relacionado com o menor valor da faixa Um endere o de programa 16 bits ou 32 bits Sca
38. TO ROCKWELL AUTOMATION 1999 Etapa 8 Ajuste o ganho enquanto observa a rela o da sa da com a refer ncia durante um tempo ROCKWELL AUTOMATION 1999 Observe que os ajustes do ganho interrompem o processo ao alterar os valores Para evitar esta Interrup o passe para o modo manual antes de fazer as altera es do ganho e depois volte novamente para o modo autom tico ROCKWELL AUTOMATION 1999 Etapa 9 Ao notar que o processo est oscilando acima e abaixo da refer ncia de uma maneira par marque o tempo de um ciclo isto obtenha o per odo natural do processo Marque o valor do ganho e retorne ao modo MANUAL pare o controlador se necess rio ROCKWELL AUTOMATION 1999 Etapa 10 Ajuste o tempo de atualiza o da malha e o intervalo de tempo STI se utilizado para um valor de 5 a 10 vezes mais r pido do que o per odo natural Se o tempo do ciclo for de 20 segundos por exemplo e o tempo desejado de atualiza o da malha for de 10 vezes mais r pido do que a velocidade natural ajuste o tempo de atualiza o da malha para 200 o que resultar em uma velocidade de 2 segundos ROCKWELL AUTOMATION 1999 Etapa 11 Ajuste o valor do ganho Kc para a metade do ganho necess rio para obter o per odo natural do processo Por exemplo se o valor do ganho marcado na etapa 9 for 80 ajuste o ganho para 40 ROCKWELL AUTOMATION 1999 Etapa 12 Ajuste o tempo de rearme Ti de acordo com o per odo na
39. a o de Pot ncia El trica em Corrente Alternada Lembrando que o sistema trif sico ligado em Estrela ou Tri ngulo temos as seguintes rela es Liga o Estrela U NE Ur e ERT Liga o Tri ngulo UZU e I 43 1 Assim a pot ncia total para ambas as liga es ser P 3 UI W 2 10 Equa o 2 10 Equa o de Pot ncia El trica em Cargas Resistivas OBS Esta express o vale para a carga formada por resist ncias onde n o h defasagem da corrente WEG 2006 53 b Cargas reativas Para as cargas reativas ou seja onde existe defasagem como o caso dos motores de indu o esta defasagem tem que ser levada em conta e a express o fica P 43 x UxIxcosy W 2 11 Equa o 2 11 Equa o de Pot ncia El trica em Cargas Reativas Onde U e I s o respectivamente tens o e corrente de linha e cos q o ngulo entre a tens o e corrente de linha e cos q o ngulo entre a tens o e a corrente de fase WEG 2006 A unidade de medida usual para pot ncia el trica o watt W correspondente a 1 volt x 1 amp re ou seu m ltiplo o quilowatt 1 000 watts Esta unidade tamb m usada para medida de pot ncia mec nica WEG 2006 A unidade de medida usual para energia el trica o quilo watt hora kWh correspondente energia fornecida por uma pot ncia de IkW funcionando durante uma hora a unidade que aparece para cobran a nas contas de luz WEG 2006 Pot ncia
40. a Tem grande capacidade para suportar oscila o Por ser dobr vel de f cil manuten o e instala o utilizado em lugares de dif cil acesso SENAI 1999 O elemento usado como protetor do condutor de tipo vidro de selagem e cer mica de selagem SENAI 1999 47 O bulbo de resist ncia tipo bainha fino e flexivel Seu di metro varia de 2 0 mm a 4 0 mm SENAI 1999 A figura 2 25 mostra um bulbo de resist ncia tipo bainha Bainha Conduto r Elamento isofonte Interno Ni Figura 2 25 Bulbo de resist ncia tipo bainha Fonte SENAI Esp rito Santo Instrumenta o B sica II Vaz o Temperatura e Anal tica p 96 Companhia Sider rgica de Tubar o 1999 Bulbo de Resist ncia Tipo Pt 100Q O sensor utilizado no projeto foi o Pt 100 A termoresist ncia de platina a mais usada industrialmente devido a sua grande estabilidade e precis o Esta termoresist ncia tem sua curva padronizada conforme norma DIN IEC 751 1985 e tem como caracter sticas uma resist ncia de 1000 a 0 C SENAI 1999 Convencionou se cham la de Pt 100 fios de platina com 1000 a 0 C Sua faixa de trabalho vai de 200 a 650 C por m a ITS 90 padronizou seu uso at 962 C aproximadamente SENAI 1999 Os limites de erros e outras caracter sticas das termoresist ncias s o referentes as normas DIN IEC 751 1985 SENAI 1999 A seguir encontra se uma tabela relacionando a varia o de resist ncia com a temperatu
41. acter sticas Especifica o Instala o Manuten o 2006 66 ANEXO Anexo I Hist rico do CLP Com crescimento das necessidades o homem tem desenvolvido m quinas cada vez mais complexas de serem operadas quer pela velocidade com que executam suas tarefas quer pela quantidade de opera es simult neas quer pela precis o requerida ou pela qualidade do produto Isto criou limita es no relacionamento Homem M quina levando o homem a transferir cada vez mais tarefas humanas s m quinas A necessidade de transferir tarefas humanas s m quinas deu origem aos Controladores L gico Program veis O controlador l gico program vel CLP um dispositivo eletr nico que controla m quinas e processos Utiliza uma mem ria program vel para armazenar Instru es e executar fun es espec ficas que incluem controle de energiza o desenergiza o temporiza o contagem seq enciamento opera es matem ticas e manipula o de dados O desenvolvimento dos CLPs come ou em 1968 em resposta a uma requisi o da Divis o Hidram tica da General Motors Sob a lideran a do engenheiro Richard Morley foi preparada uma especifica o que refletia os sentimentos de muitos usu rios de comandos a rel s n o s da industria manufatureira Naquela poca a General Motors frequentemente passava dias ou semana alterando sistemas de controle baseado em rel s sempre que mudava um modelo de carro ou introduzia modifica
42. agregados totais m dias e exce es alarme m ximo m nimo b Emiss o sob demanda ou autom tica por hor rio e ou evento VOTORANTIM CIMENTOS 2005 34 Banco de Dados a Banco de dados de tempos real suporta valores discretos inteiros reais e strings sendo que o numero total de valores limitado somente pela mem ria dispon vel b Defini es do banco de dados podem ser importadas exportadas de planilhas eletr nicas outro banco de dados ou editores Bancos de dados hist ricos armazenam dados de at 10 anos Servidores DDE de E S a Comunica o eficiente com CLP S atrav s do Fast DDE b Otimiza o da leitura somente s o lidos valores que mudam na tela valores de alarmes valores gravados Historicamente e valores usados em l gicas de background reduzindo em m dia 50 do volume de comunica o Drivers para os principais CLP S Single Loops Multi Loops Balan as SDCD S do mercado VOTORANTIM CIMENTOS 2005 Comunica o em Rede a Troca de dados em tempo real com outra esta o InTouch ou com aplicativos Windows rodando em outra m quina b DDE suportado sobre qualquer rede compat vel com NetBIOS VOTORANTIM CIMENTOS 2005 Outras Caracter sticas Prote o atrav s de senhas e opera es condicionais Facilidade de ajuda on line Documenta o impressa completa da tela do banco de dados Inicia controla envia comandos para outros aplica
43. are RSLogix 500 como exemplo exibe a seguinte janela de setup figura 2 11 ROCKWELL AUTOMATION 1999 18 PID Setup Tuning Parameters Controller Gain K c Reset Rate Td Loop Llpdate Control Mode PID Control Time Mode Limit Qutput CY Deadband D Inputs Setpoint SP 0n Setpoint 5 0 setpoint MIN Smin n Process Variable EM n Output Control Output C 2 O 0 Cv xj2 SealedEnorSE 0 TI Ou 1 11 I I 1 ae ea DENEN Cancel Help Figura 2 11 Telas de Introdu o dos Dados na instru o PID Fonte Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjunto de Instru es SLC500 Software de Programa o p 11 04 Rockwell Agosto 1999 Par metros da instru o PID que devem ser introduzidos auto manual palavra 0 bit 1 permite selecionar entre os modos autom tico ou manual AUTO indica que a instru o PID est controlando a sa da e MANUAL indica que o usu rio atrav s de uma esta o de Controle manual ou de programa de aplica o est controlando o valor da sa da Quando do ajuste recomenda se que as altera es sejam feitas no modo MANUAL passando a seguir ao modo AUTO O limite de Sa da aplicado no modo MANUAL ROCKWELL AUTOMATION 1999 mode palavra 0 bit O permite s
44. baseado na continuidade l gica das linhas do programa de aplica o Instru es Examinar Examinar se Energizado XIC Examinar se Desenergizado XIO Essas instru es permitem que o controlador verifique o estado energizado desenergizado de um endere o espec fico de bit na mem ria Um ou Zero armazenando no endere o do bit pode representar o estado real energizado de um nico dispositivo de E S ROCKWELL AUTOMATION 1999 Examinar se Energizado X I C 13 10 Figura 2 3 Formato da Instru o X I C Fonte Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjunto de Instru es SLC500 Software de Programa o p 02 Rockwell Agosto 1999 Quando um dispositivo de entrada fecha seu circuito o terminal de entrada conectado ao mesmo indica um estado energizado o qual refletido no bit correspondente do arquivo de entrada ROCKWELL AUTOMATION 1999 10 Quando o controlador localiza uma instru o com o mesmo endere o ele determina que o dispositivo de entrada esteja energizado 1 ou fechado e ajusta a l gica da instru o para verdadeira Quando o dispositivo de entrada n o mais fecha seu circuito o controlador verifica que o bit est desenergizado O e ajusta a l gica dessa Instru o para falsa tabela 2 1 ROCKWELL AUTOMATION 1999 Tabela 2 1 L gica da instru o XIC Fonte Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjun
45. bit energizado quando for selecionada a caracter stica para limitar a vari vel de controle CV Este bit pode ser energizado ou desenergizado atrav s de instru es do programa de aplica o ou atrav s de um sistema supervis rio ROCKWELL AUTOMATION 1999 scale setpoint flag SC palavra O bit 5 Este bit desenergizado quando for especificado o valor da escala de refer ncia ROCKWELL AUTOMATION 1999 loop update time too fast TF palavra 0 bit 6 Este bit energizado pelo algoritmo PID se o tempo de atualiza o da malha especificado n o puder ser alcan ado pelo programa fornecido devido a limita es do tempo de varredura Se este bit for energizado deve se tentar corrigir o problema atrav s da atualiza o da malha PID em uma velocidade mais lenta ou programando a instru o PID em uma rotina de interrup o STI Os ganhos de Reset e Rate estar o errados se a instru o operar com este bit energizado ROCKWELL AUTOMATION 1999 DB set when error is in DB palavra 0 bit 8 Este bit energizado quando a vari vel de Processo est dentro da faixa de zona morta deadband output alarm upper limit UL palavra 0 bit 9 Este bit energizado quando a sa da de controle CV calculada exceder o limite superior de CV output alarm lower limit LL palavra 0 bit 10 Este bit energizado quando a sa da de controle CV calculada for menor que o limite inferior de CV Setpoi
46. col protocolo que permite a configura o autom tica de par metros de rede por m sem a capacidade de alocar dinamicamente estes par metros como faz o DHCP DHCP Dynamic Host Configuration Protocol protocolo de servi o TCP IP que oferece configura o din mica de terminais com concess o de endere os IP de host e outros par metros de configura o para clientes de rede Este protocolo o sucessor do BOOTP que embora mais simples tornou se limitado para as exig ncias atuais TCP Transmission Control Protocol protocolo sob os quais assenta o n cleo da Internet nos dias de hoje TCP IP Transmission Control Protocol Internet Protocol como muitos outros modelos de protocolos pode ser visto como um grupo de camadas em que cada uma resolve um grupo de problemas da transmiss o de dados fornecendo um servi o bem definido para os protocolos da camada superior LADDER Linguagem de programa o de CLP baseado na l gica de Rel s XIV CAP TULO 1 INTRODU O Quando se fala em Controle autom tico necessariamente subentende se uma medi o e compara o entre uma informa o que o controlador recebe Uma vez recebida essa informa o o sistema de controle compara com um valor preestabelecido chamado Set Point O Controlador autom tico verifica a diferen a entre ambos e age de maneira a diminuir essa diferen a Como se v o Controle um ciclo fechado o que vem a constituir o conceito fundamental que se
47. de permitindo assim uma maior sensibilidade um alto coeficiente de varia o de resist ncia com a temperatura uma boa linearidade resist ncia x temperatura e tamb m por ter rigidez e dutibilidade para ser transformada em fios finos al m de ser obtida em forma pur ssima Padronizou se ent o a termoresist ncia de platina SENAI 1999 A equa o matem tica 2 2 que rege a varia o de resist ncia em fun o da temperatura chama se de equa o Callendar Van Dusen Para o range de 200 a 0 C Rt Ro 1 At BC t 100 2 2 Equacao 2 2 Callendar Van Dusen 44 Para o range de 0 a 850 C Rt Ro 1 At BC 2 3 Equac o 2 3 Callendar Van Dusen Onde Rt resist ncia na temperatura Ro resist ncia a 0 t temperatura C A coeficientes determinados pela calibra o A 3 90802 10 C 5 802 10 C C 4 27350 10 6 O numero que expressa a varia o da resist ncia em fun o da temperatura chamado de alfa a e se relaciona da seguinte forma 100 2 4 100 RO Equa o 2 4 Callendar Van Dusen Onde Rioo resist ncia a 100 C Ro resist ncia a 0 C Um valor t pico de alfa para Rioo 138 50 de 3 850 10 segundo a DIN IEC 751 85 SENAI 1999 45 Constru o Fisica do Sensor O bulbo de resist ncia se comp e de um filamento ou resist ncia de Pt Cu ou Ni com diversos revestimentos de acordo com cada tipo e utiliza o As
48. do de acordo com valor introduzido e o bit de limite inferior do alarme de sa da sera energizado O valor introduzido sera a porcentagem de saida maxima que a vari vel de controle CV ira obter Se CV exceder este valor maximo ocorrera seguinte CV sera ajustado de acordo com o valor introduzido e O bit de limite inferior do alarme de sa da ser energizado NO 0 Limite de Sa da CV N o selecionado O valor introduzido ir determinar quando o alarme de sa da bit de limite inferior energizado Se CV cair abaixo deste valor m nimo ocorrer o seguinte O bit de limite inferior do alarme de sa da ser energizado O valor introduzido ira determinar quando o alarme de sa da bit de limite superior energizado Se CV exceder este valor m ximo ocorrera seguinte bit de limite superior do alarme de Saida sera energizado 22 Como exemplo temos a janela de Setup do software RSLogix 500 ilustrando os valores tipicos dos pardmetros PID na coluna da esquerda PID Setup Tuning Parameters Inputs Controller Gain Ec setpoint SP Reset Ti setpoint MAs Smax 1000 Setpoint M S rin TES Process Variable PV 0 Control Mode Output PID Control Control Output CY 55 OD Time Mode Output Max CY 4 Limit Qutput CV Output Min CV 3 Deadband ScaledEmorSE 0 EE cared E Hou 5 CC Kess T
49. e outras aplica es Windows O Windowview o ambiente de supervis o usado para a visualiza o da janela gr fica criadas de supervis o usado para a visualiza o das janelas criadas com o Windowmaker O InTouch roda em qualquer microcomputador IBM PC ou compat vel no ambiente Microsoft Windows 3 0 ou superior no modo Standard ou 386 Enhanced Para melhor performance recomenda se o uso de um 386 com clock de 33 MHz ou mais com pelo menos 4 Mbytes de mem ria Se outros programas rodarem simultaneamente recomend vel o uso de mais mem ria VOTORANTIM CIMENTOS 2005 A Chave de Hardware habilita o funcionamento de v rios programas do pacote A finalidade desta chave evitar a c pia ilegal e uso sem licen a em outros computadores Para utilizar o InTouch necess rio que esta chave de hardware esteja conectada porta paralela do microcomputador Esta chave tamb m limita o n mero de Tag s que podem ser criados dentro de uma aplica o VOTORANTIM CIMENTOS 2005 As principais caracter sticas do InTouch s o listadas a seguir Supervis o e controle a Gerador de interface Homem M quina para Supervis o controle monitora o e opera o b Ambiente de desenvolvimento e opera o dirigido para menus point and click e fill in the blanks Roda em ambiente multitarefas Microsoft Windows IRMX Windows NT e qualquer Sistema operacional com suporte Microsoft Windows d Interface Grafica padrao Windows 6 Op
50. elecionar entre os modos TIMED ou STI O modo TIMED indica que a instru o PID atualiza a sua sa da no intervalo de tempo especificado no par metro de atualiza o da malha O modo STI indica que a instru o PID atualiza a sua sa da todas as vezes que ela varrida Ao selecionar o modo STI a instru o PID dever ser programada em uma subrotina de interrup o STI e essa sub rotina dever Ter um intervalo de tempo igual ao ajuste do par metro de atualiza o de malha loop udpdate da instru o PID Ajuste o per odo STI na palavra S 11 Por 19 exemplo se o tempo de atualiza o da malha cont m o valor 10 100 ms ent o Intervalo de tempo STI tamb m dever ser igual a 100 ms control palavra O bit 2 permite selecionar a a o de controle E SP PV ou E PV SP A a o direta E PV SP far com que a sa da CV aumente quando a entrada PV for maior do que a refer ncia SP por exemplo uma aplica o de resfriamento A a o reversa E SP PV far com que a sa da CV aumente quando a entrada PV for menor que a refer ncia SP por exemplo uma aplica o de aquecimento setpoint SP palavra 2 Este o ponto de controle desejado da vari vel de processo Deve se introduzir o valor desejado e pressionar a tecla ENTER Pode se alterar este valor atrav s de instru es do programa de aplica o ou atrav s de um supervis rio Deve se escrever o valor na terceira palavra do bloco
51. empo de atualiza o se n o forem configurados corretamente O InTouch possui 5 tipos b sicos de scripts S o eles Aplication Scripts Sao scripts que rodam segundo certos estados da aplica o Estes estados s o On start up que ser executado assim que se iniciar a aplica o WLlile Running que ser executada em quando a aplica o estiver ativa de acordo com uma freq ncia pr determinada e On ShutDown que ser executado quando a aplica o for finalizada importante lembrar que o script While Running deve ser o menor poss vel para n o sobrecarregar a aplica o uma vez que ele ser executado enquanto a aplica o estiver ativa Window Script idem Aplication Scripts por m aplic vel a janelas Seus estados s o On Show While Showing On Hide Key Scripts Scripts associado a uma tecla Seus estados sao On Key Down While Down On Key Up Condition Scripts Script associado a uma condi o espec fica express o Seus estados s o On True While True On False Wllile False Data Change Scripts Script associado a mudanga de estado ou valor de uma vari vel qualquer VOTORANTIM CIMENTOS 2005 41 Os scripts s o extremamente teis nas anima es de movimento como por exemplo simula o de ventiladores funcionando fazendo a h lice girar anima es de roscas transportadoras etc A figura 2 20 mostra um exemplo de script Condition Scripts Script Edit I
52. er DDE Access Name igual a CONTROLE Access Names CONTROLE Add Modify Delete a Modify Access Name Access Name CONTROLE Node Name Cancel Application Mame SLIM oplatN ame CONTROLE Which protocol to use DDE t SuiteLink When to advise server e Advise all items Advise only active items b Figura 2 16 a b Criando Access Names Configurando a Base de Dados A base de dados cont m a rela o dos pontos definidos na rea de interface Com estes pontos que ser o feitas as anima es das telas sin tico Quando o programa do CLP projetado estabelece se uma faixa de endere os que ser a rea de interface do CLP com aplicativo Uma lista com os pontos para anima o e seus respectivos endere os gerada pelo programador e esta lista cont m os status defeitos etc dos equipamentos da rea a qual o CLP vai controlar VOTORANTIM CIMENTOS 2005 37 Tagname Dictionary Co Main Details Alarms Details amp Alarms Bot ce BE T agname POINT INV a Real Group Ni Ep Comment REFER NCIA INVER SOR iv LogData Log Events Retentive Value Retentive Parameters Initial value 1 MinEU 0 Max EU 3600 Deadband 0 Min Raw n _ Raw 3600 Conversion DM Linear Access Mame CONTROLE t Square Root Item 8 1 Use Tagname as Item 0 Figura 2 17
53. era em IBM PC 386 486 Pentium ou qualquer outro compativel 32 f Resolu o gr fica padr o EGA VGA Super VGA 8514 ou qualquer outra suportada pelo Windows g Teclado mouse trackball touch screem light pen ou qualquer outro dispositivo compativel com Windows h Suporte completo ao DDE Dynamic Data Exchange para troca de dados em tempo real com outros aplicativos Windows tais como Excel Lotus for Windows Access etc VOTORANTIM CIMENTOS 2005 Desenho e Edi o de Telas a Ret ngulo pol gono bot o 3D sombreado c rculo elipse linha poli linha tend ncia de tempo real tend ncia hist rica lista de alarmes texto e importa o exporta o de bitmaps VOTORANTIM CIMENTOS 2005 b Poderosas ferramentas de edi o gr fica para ajustes sobreposi o espa amento rota o Invers o duplica o elimina o c pia inser o grade undo etc WIZARDS objetos inteligentes pr configurados para agilizar desenvolvimento de aplica es d Importa es de desenhos de outras aplica es Tend ncia Hist rica e Real a N mero limitado de gr ficos de tend ncias por tela ou por aplica o b Exibi o de at 4 penas por vez em um gr fico de tend ncias real ou hist rica Troca de pena em tempo de execu o d Capacidade de expans o compress o e centraliza o VOTORANTIM CIMENTOS 2005 33 Janelas e Anima o a N mero ilimitado de janelas em tr s tipos
54. eto O Cap tulo 4 apresentado o final do projeto abordando poss veis implementa es para melhorias e utiliza es CAP TULO 2 REFERENCIAL TE RICO 2 1 Controlador L gico Program vel CLP O CLP Controlador L gico Program vel respons vel pelo processamento da informa o gerada pelo elemento sensor de temperatura O programa baseado em diagramas de impress o de rel s el tricos Cont m Instru es que direcionam o controle da aplica o Com o programa j no controlador Inicia se um ciclo de opera o com o controlador no modo Run O ciclo de opera o do controlador consiste em uma s rie de opera es sequenciais e repetidas que podem ser alteradas pelo seu programa ROCKWELL AUTOMATION 1998 O chassi armazena o controlador e os m dulos de E S A fonte de alimenta o localiza se no lado esquerdo do chassi Todos os componentes se deslizam facilmente para dentro do chassi ao longo das guias N o necess rio o uso de ferramentas para inserir ou remover o controlador ou os m dulos de E S Podem ser conectados em um PLC modelo SLC500 at tr s chassis 30 ranhuras de E S ROCKWELL AUTOMATION 1998 Existem quatro tamanhos de chassis 4 ranhuras 7 ranhuras 10 ranhuras e 13 ranhuras ROCKWELL AUTOMATION 1998 Tamanho de mem ria A mem ria do controlador de estrutura modular SLC 500 pode ser configurada tanto para armazenamento de dados quanto para armazenamento de programa O tamanho da mem
55. in scaled Smin palavra 8 Se o valor de refer ncia usado em unidades de engenharia ent o este valor corresponde ao valor de refer ncia em unidades de engenharia quando a entrada de controle zero Faixa 0 16383 ver nota abaixo max scaled Smax palavra 7 Se o valor de refer ncia usado em unidades de engenharia ent o este par metro corresponde ao valor da refer ncia em unidades de engenharia quando a entrada de controle 16383 Faixa de 0 16383 Nota A escala Smin Sm x permite introduzir a refer ncia em unidades de engenharia A zona morta e o erro tamb m ser o exibidos em unidades de engenharia A 21 vari vel de Processo PV ainda sera esperada dentro da faixa de 0 16383 ou seja Smin Smax permite um c lculo PID com resolu o maxima ROCKWELL AUTOMATION 1999 output CV limit palavra 0 bit 3 permite selecionar entre YES ou NO Ao selecionar YES a saida limitada pelos valores minimo e maximo tabela 2 6 Tabela 2 4 Sele o de Limite de Sa da CV Fonte Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjunto de Instru es SLC500 Software de Programa o p 11 07 Rockwell Agosto 1999 Saida CV Minimo r maximo YES 1 Limite de Saida CV Selecionado O valor introduzido sera a porcentagem de saida minima que a variavel de controle CV ira obter Se CV cair abaixo deste valor minimo ocorrera seguinte CV sera ajusta
56. ior e apresentar aus ncia de condensa o em temperaturas baixas utilizado para temperaturas na faixa de 269 15 C a 450 C e funciona como elemento isolante SEN AI 1999 Tamanho O di metro varia de 1 mm a 4 mm e o comprimento de 10 mm a 40 mm SENAL 1999 b Elemento isolante do tipo cer mica 46 Fio de Selagem de plating cer mico 50 c Cimento CET MICO Figura 2 24 Isolante de cer mica Fonte SENAI Esp rito Santo Instrumenta o B sica II Vaz o Temperatura e Anal tica p 95 Companhia Sider rgica de Tubar o 1999 Neste elemento isolante fio de platina ap s bobinar a cer mica envolto por uma selagem de cer mica SENAI 1999 Por ser o coeficiente de dilata o da cer mica muito pequeno em rela o platina ao bobinar projetar e fazer a constru o com fio de resist ncia deve se levar em considera o a deforma o do mesmo de acordo com a temperatura de utiliza o A faixa de utiliza o do elemento isolante tipo cer mica de at 800 C Tamanho Di metro 1 6 mm a 3 mm comprimento de 20 mm a 30 mm c Bulbo de resist ncia tipo isola o mineral Bainha Neste tipo de bulbo de resist ncia coloca se o elemento isolante e o condutor interno dentro de um tubo fino de a o inoxid vel com xido de magn sio ou outros elementos de acordo com a necessidade do processo em s ntese Por n o possuir camada de ar dentro do tubo tem boa precis o na respost
57. led Max Valor m ximo de escala relacionado com o maior valor da faixa Um endere o de programa 16 bits ou 32 bits Output Resultado da instru o Um endere o de programa 16 bits ou 32 bits ROCKWELL AUTOMATION 1999 14 Instru o PID A instru o PID utilizada somente com os Controladores de Estrutura Modular SLC 5 02 5 03 5 04 e 5 05 e o seu formato est ilustrado na figura 2 8 Conceito de PID k SCP Scale w Parameters Input 1 1 0 294 Input Min 0 lt Input Max 4000 4000 Scaled Min 0 lt Scaled Max 16383 16383 Output N7 31 1204 0001 0002 Control Block Length 23 etup Screen lt Figura 2 8 Formato da Instrucao PID Esta instru o de sa da controla propriedades f sicas tais como temperatura press o n vel ou fluxo ROCKWELL AUTOMATION 1999 A instru o PID Proporcional Integral e Derivativa normalmente controla uma malha fechada utilizando as entradas de um m dulo de entrada anal gica e fornecendo uma sa da para um m dulo de sa da anal gica Para controle de temperatura pode se converter a sa da anal gica em uma sa da ON OFF proporcional ao tempo para acionar um aquecedor ou resfriador ROCKWELL AUTOMATION 1999 A instru o PID pode ser operada no modo temporizado Timed Mode ou no modo STI No modo temporizado a Instru o atualiza a sua sa da periodicamente em um Intervalo de tempo selecionado pelo usu rio No mod
58. lta para a instru o de sub rotina SBR no In cio do arquivo e reassume a execu o a partir da N o poss vel saltar para qualquer parte de uma sub rotina a n o ser para a primeira instru o do arquivo ROCKWELL AUTOMATION 1999 Cada sub rotina deve ter seu pr prio arquivo identificado por um n mero 3 255 LAD 2 PRINCIPAL Foi criado os jumpers para sub rotina e convers o de escalas de entradas sa das anal gicas O motivo dessa convers o que o CLP trabalha com valores de O a 16383 para entradas sa das de corrente de 4 a 20 mA e 2000 a 8700 para entradas de resist ncia RTD PT100 Essa convers o fol necess ria para leitura das faixas de medi es de a 3600 RPM de O a 400 C e 0 a 3A Conforme figura 2 7 13 RSLogix 500 Pro FLAVIO RSS _ File Edit View Search Comms Tools Window Help D xic 52 1 15 amp Y B QQ bL E REMOTE RUN 2 EQU NER LES GRT LEQ GEQ Edits Active 4 Forces Disabled Diver AB_DFTA Node 14 3T IKBR X TimeriCounter A Compare Con TR SE LAD 2 PRINCIPAL SE 5g Project SR Help Assemble Edits Cl Controller i Cortroller Properties Jump To Subroutine SBR File Number lt Processor Status Ati IO Configuration is Channel Configuration E Multipoint Monitor J Program Files svso SYS1 LAD 2 PRINCIPAL LAD 3 MOTOR 4 LAD 4 PID J
59. m criados todos os Access Names os nomes a serem lidos pelo Supervis rio RSLinx Runtime EE 1e 4 sg Sim se nn m m E Dx x RR Ee posse Animation Links Ctrl A Je E d Substitute Tags Ctrl E g Substitute Strings Ctri L Tagname Dictionary Ctrl T Alarm Groups Cross Reference Notify Clients mE E appli configure Update Use Counts Delete Unused Tags Scripts TemplateMaker gt lo i Wm gt gt fe 5 amp e m M a P 4 i 3 H Figura 3 37 Criando os Access Names A quinta etapa fol a parte de ajuste e testes da Malha operando em autom tico conforme APENDICE V e Figura 3 38 EREE Figura 3 38 Ajustes do PID 64 CAPITULO 4 CONCLUS O O desenvolvimento do projeto foi obtido com xito em todas as etapas montagem f sica e el trica parametriza o do Inversor a programa o do CLP o desenvolvimento do supervis rio e o ajuste do PID Houve dificuldade no ajuste da Malha PID ocasionado pela utiliza o do procedimento descrito no Manual do CLP Somente com exaustivos testes que foi encontrado os valores adequados para o ajuste do PID O sistema de controle PID utilizado amplamente em controles de processos industriais controlados por CLP ou outros tipos de controladores devido resposta precisa facilidade de implementa o para v rios tipos controles temperatura
60. n s em uma nica rede comparando se s redes DH 485 32 e DH 64 Protocolo Data Highway Plus DH O protocolo Data Highway Plus utilizado pelos controladores CLP 5 e SLC 5 04 Esse protocolo similar ao DH 485 por m possui o recurso de suportar at 64 dispositivos n s e operar com taxas de comunica o baud mais r pidas ROCKWELL AUTOMATION 1998 Protocolo DH 485 Os controladores SLC 500 possuem um canal DH 485 que suporta a rede de comunica o DH 485 Essa rede um protocolo multi mestre de passagem de bast o token capaz de suportar at 32 dispositivos n s Esse protocolo permite e monitorar dados e status do controlador juntamente com o carregamento e descarregamento de programas de qualquer dispositivo na rede e que os controladores SLC troquem dados comunica o peer to peer e que os dispositivos de interface de opera o na rede acessem dados de qualquer controlador SLC na rede Protocolo DF1 Full Duplex O protocolo Full Duplex tamb m chamado de protocolo ponto a ponto DEI permite que dois dispositivos se comuniquem ao mesmo tempo Esse protocolo permite e transmiss o de informa es atrav s de modems dial up linha dedicada r dio ou conex es diretas de cabos e comunica o entre os produtos Rockwell Automation e produtos de terceiros Protocolo DF1 Half Duplex Mestre e Escravo O protocolo DEI Half Duplex oferece uma rede multiponto mestre m ltiplos escravos ca
61. nsert Help retifica MOTOR Cancel Comment ANIMA O VENTILADOR Condition Type while True Every 10 Scripts used 1 F AMIMA O ANIMA O 1 ELSE ANIMA O ENDIF Convert Validate P TET Hes esu Figura 2 20 Criando Scripts DDE Dynamic Data Exchange e E um protocolo de comunica o que permite recebimento e envio de dados entre aplica es Windows e Este protocolo estabelece uma rela o cliente servidor entre as aplica es e A aplica o servidora fornece os dados e aceita solicita es de qualquer outra aplica o interessada em seus dados e A aplica o cliente solicita os dados VOTORANTIM CIMENTOS 2005 42 O protocolo DDE Node Name n onde est rodando a aplica o se for na mesma m quina n o necess rio configur lo Application Name nome do driver de comunica o RSLinx Topic Name identifica um CLP espec fico associado a uma configura o de rede RSLinx VOTORANTIM CIMENTOS 2005 Modify Access Name Access Mame co TROLE Node Name Cancel Application M ame DUNN Topic Mame CONTROLE Which protocol to use Ze DDE C SuiteLink When to advise server Advise all items C Advise only active items Figura 2 21 Criando protocolo DDE DDE OPC Topic Configuration Project Default Topic List Data Source Data Collection Advanced
62. nt out of range SP palavra bit 11 Este bit energizado quando a refer ncia SP exceder o valor m ximo da escala ou for inferior ao valor m nimo da escala ROCKWELL AUTOMATION 1999 24 process var out of range PV palavra 0 bit 12 Este bit energizado quando variavel de processo sem escala exceder 16383 ou for inferior a zero PID done DN palavra 0 bit 13 Este bit energizado durante as varreduras onde o algoritmo PID computado computado na velocidade de atualiza o da malha PID enabled EN palavra 0 bit 15 Este bit energizado enquanto a linha da instru o PID estiver habilitada ROCKWELL AUTOMATION 1999 Zona Morta com Cruzamento Zero DB O controle de zona morta permite que se selecione uma faixa de erro acima e abaixo da referencia SP onde a sa da n o alterada enquanto o erro permanecer dentro desta faixa figura 2 13 Isto permite controlar o quanto a vari vel de processo se aproxima da refer ncia sem que a sa da seja alterada ROCKWELL AUTOMATION 1999 DB SP Faixa de erro Tempo Figura 2 13 Grafico de Zona Morta Fonte Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjunto de Instru es SLC500 Software de Programa o p 11 13 Rockwell Agosto 1999 Cruzamento zero o controle da zona morta que permite instru o utilizar o erro para controle desde o momento em que a vari vel de processo PV cr
63. o AUTO este par metro ser s para exibi o Por m ao selecionar o modo MANUAL deve se introduzir a porcentagem de sa da desejada Faixa de 0 100 update palavra 13 Este o intervalo de tempo entre os c lculos PID A entrada realizada em intervalo de 0 01 segundos Normalmente deve se introduzir um tempo de atualiza o de malha cinco ou dez vezes mais r pido do que o per odo natural da carga determinado pelo ajuste dos par metros de Reset e Rate em zero e a seguir aumentando o ganho at que a sa da comece a oscilar Quando no modo STI este valor deve ser igual ao valor do intervalo de tempo 5 11 Faixa introduzida de 1 255 gain Kc palavra 3 Este o ganho proporcional 0 1 a 25 5 Normalmente este ganho deve ser ajustado na metade do valor necess rio para fazer com que a sa da oscile quando os termos dos par metros Reset e Rate est o ajustados em zero Faixa introduzida 1 255 ROCKWELL AUTOMATION 1999 reset Ti palavra 4 Este o ganho integral 0 1 a 25 5 minutos por repeti o Normalmente o tempo de rearme ajustado igual ao per odo natural medido na calibra o do ganho Faixa introduzida de 255 1 ROCKWELL AUTOMATION 1999 rate Td palavra 5 Este o termo derivativo A faixa de ajuste 0 01 a 2 55 minutos Normalmente este valor ajustado para 1 8 do tempo do ganho integral Faixa introduzida 1 255 ROCKWELL AUTOMATION 1999 m
64. o STI a instru o dever ser colocada dentro de uma sub rotina de interrup o STI A sa da ser ent o atualizada sempre que a sub rotina STI for varrida O tempo de atualiza o deve ser igual velocidade em que a linha PID executada Uma diferen a entre a velocidade de execu o da instru o PID e o tempo entre as amostras degradar a precis o dos c lculos PID 15 O controle PID de malha fechada mant m a vari vel de processo em um valor de refer ncia setpoint desejado A figura 2 9 apresenta um exemplo de velocidade de fluxo n vel de fluido ROCKWELL AUTOMATION 1999 Feed Forward OF Bias Set Point Erro PID f mas Refer ncia Fluxo Vari vel Vari vel de de Processo PV Controle CV V lvula de Detector Controle de nivel Figura 2 9 Exemplo de Controle PID Fonte Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjunto de Instru es SLC500 Software de Programa o p 11 02 Rockwell Agosto 1999 A equa o PID controla o processo enviando um sinal de sa da v lvula de controle Quanto maior for o erro entre a refer ncia e a vari vel de processo maior o sinal de sa da e vice versa Se necess rio pode se somar um valor sa da de controle representando um desvio feedforward ou bias Assim o c lculo PID direciona a vari vel de processo para que alcance um valor em tomo do valor de refer ncia valor desejado
65. o e Controle Divis o de Temperatura Industrial 3 edi o 1992 8 In Touch Apostila de Configura o Net DDE 2005 Votorantim Cimentos 9 In Touch Manual T cnico Votorantim Cimentos Cimento Rio Branco S A Divis o de Manuten o El trica 2005 13 Michigan Technological University Home Page 2007 Dispon vel em lt http www chem mtu edu gt http www chem mtu edu tbco cm4 1 6 zn html Acesso em 06 maio 2007 12 Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjunto de Instru es SLC500 Software de Programacao Rockwell Agosto 1999 10 Rockwell Automation Conjunto de Instru es SLC500 Programa o RSLogix500 Rockwell 1998 11 Rockwell Automation Manual de Instala o e Opera o SLC500 Rockwell Janeiro 1998 14 Rockwell Automation Home Page 2007 Disponivel em lt http www ab com gt Acesso desde 2006 7 SENAI Esp rito Santo Instrumenta o B sica II Vaz o Temperatura e Anal tica Companhia Sider rgica de Tubar o 1999 2 SIGHIERI Luciano AKTYOSHI Nishinari Controle Autom tico de Processos Industriais Instrumenta o 2 edi o 15 WEG Home Page 2006 Dispon vel em http www weg com br Acesso desde 2006 6 WEG Inversor CFW09 Manual Inversor Freqii ncia Software 1 9X 2005 5 WEG Inversor CF W09 Manual Inversor Freqii ncia Software 3 7X 2006 4 WEG Motores El tricos Linhas de Produtos Car
66. o motor Torque e Velocidade Para controlar o fluxo de energia devemos portanto controlar estas grandezas Com a ferramenta Inversor de Frequ ncia essas duas grandezas s o controladas Quando o acionamento de velocidade opera no modo controle de torque ou no modo de controle de velocidade ambos s o determinados pela carga Desejo de igualar o excelente desempenho do motor C C como r pida resposta de torque e precis o de velocidade conciliando a robustez baixo custo e baixa manuten o 30 dos motores C A proporcionou a crescente utiliza o do Inversor de Freqii ncia em acionamentos com motores C A No projeto foi utilizado um Inversor de Freq ncia com a tecnologia de Controle Escalar onde as vari veis de controle s o tens o e freqii ncia utilizado um modulador PWM no qual o mesmo simula e fornece para a carga um sinal senoidal Neste controle a carga determina o n vel de torque Diferente do acionamento C C as t cnicas de controle C A usam par metros gerados fora do motor controlando vari veis como Tens o e Freq ncia Refer ncia de tens o e frequ ncia criada dentro de um modulador que simula um sinal de onda senoidal C A e alimenta os enrolamentos do estator do motor A t cnica conhecida por Pulse Width Modulation PWM utiliza uma ponte diodos ap s a rede e a tens o C C do circuito intermedi rio mantida constante Com isso o Inversor controla o motor na forma de trem de pulso PWM
67. oal de f brica j estava treinada em l gica ladder adotando a rapidamente nos CLPs Na verdade a l gica Ladder ainda tem um papel importante na programa o e localiza o de falhas mesmo com as linguagens mais avan adas de programa o desenvolvidas posteriormente Fonte Rockwell Automation do Brasil Maio de 2007 68 Foto geral do projeto APENDICE I 69 APENDICE II Foto montagem com aterramento 70 APENDICE III Diagrama Ladder ISR Jump To Subroutine SBR File Number JSR Jump To Subroutine SBR File Number SCP Scale w Parameters Input 0002 Input Min Input Max Scaled Min Scaled Max Scale w Parameters Input Input Min Input Max Scaled Min 31208 0 31208 De Output 030 31208 Scaled Max SCP Scale w Parameters Input 1 2 0 Input Min Input Max Scaled Min Scaled Max Output 71 1746 1 1746 0HE 1746 IM16 0003 1740 16 0004 SCP Scale w Parameters Input I1 0 294 Input Min lt Input Max 4000 4000 lt Scaled Min 0 De Scaled Max 16383 16383 Output N7 31 1204 PID 0002 PID Control Block N7 0 Process Variable N7 31 Control Vanable N7 30 Control Block Length 23 Setup Screen lt B3 0 SCP 0003 Scale w Parameters Input N7 30 2999 Input Min 0 0 D Us Inpu
68. ontes escalei Nas noites escuras de frio chorei ei ei ei uu A Vida ensina e o tempo traz tom Pra nascer uma can o Com a f do dia a dia Encontrar solu o Toni Garrido Laz o Da Gama Bino Farias Ai ai Tenho sofrido Fl vio Meireles Ferreira A felicidade est dentro de n s Claudio Penedo VI RESUMO Esse trabalho foi desenvolvido como projeto de conclus o do curso de Engenharia da Computacao Em sintese o projeto trata se de um controle de velocidade de um motor trifasico atrav s da temperatura monitorado on line pelo micro computador onde o operador ou usu rio ir determinar uma temperatura de trabalho e o sistema ir atingir esse valor utilizando um controle autom tico em Malha Fechada usando PLC com a instru o de controle PID Palavras chave Automacao Industrial Controlador L gico Programavel PLC Controle de Velocidade Motor Corrente Alternada CA Temperatura Proporcional Integral e Derivativo PID Vil ABSTRACT This work was developed as project of conclusion of the course of Engineering of the Computation In synthesis the project is about a control of speed of an three phase engine through the temperature monitored on line for the computer where the operator or user will go to determine a temperature of work and the system will go to reach this value using an automatic control in Closed Mesh using PLC with the instruction
69. paz de suportar at 255 dispositivos n s Esse protocolo tamb m proporciona suporte modem e ideal para aplica es SCADA Controle Supervis rio e Aquisi o de Dados devido a capacidade da rede ROCKWELL AUTOMATION 1998 Protocolo ASCH O protocolo ASCII oferece conex4o a outros dispositivos ASCII tais como leitores de c digo de barras balan as impressoras seriais e outros dispositivos inteligentes ROCKWELL AUTOMATION 1998 Protocolo TCP IP Ethernet O padr o Ethernet utilizando o protocolo TCP IP utilizado como a rede principal em muitos escrit rios e pr dios industriais A Ethernet uma rede local que oferece comunica o entre v rios dispositivos a 10 Mbps Essa rede possui as mesmas caracter sticas que as redes DH ou DH 485 mais O Controlador SLC 5 04 possui as seguintes caracter sticas memoria de programa de 16K 32K ou 64K desempenho de alta velocidade tipico de 0 90 ms K controle de at 4096 pontos de entrada saida programa o on line inclui edi o de runtime canal DH incorporado suportando comunica o de alta velocidade 57 6K 115 2K e 230 4K baud capacidade de trocar mensagens com os controladores SLC 500 CLP 2 CLP 5 e CLP 5 250 canal RS 232 incorporado suportando DFI Full Duplex para comunica o ponto a ponto remotamente atrav s de um modem ou conex o direta aos dispositivos de interface de opera o ou programa o Utilize um
70. ra conforme norma DIN seguidos pelos principais fabricantes no Brasil 48 Tabela 2 5 Tabela de varia o de resist ncia TABELA DE VARIA O DA RESISTENCIA COM A TEMPERATURA PARA BULEO DE A PT 100 _ 6 7 8 9 100 00 100 39 100 78 101 17 101 56 101 95 E 102 73 103 12 103 51 103 90 0 10 103 90 104 29 104 68 105 07 105 46 105 85 106 24 106 63 107 02 107 40 107 79 10 20 107 79 108 18 108 57 108 96 109 35 Te 110 90 111 29 T 20 40 115 54 115 93 116 31 116 70 117 08 D 118 63 119 01 119 40 50 119 40 119 78 120 17 120 55 120 94 121 32 121 71 122 09 122 47 122 86 123 24 50 60 123 24 123 63 124 01 124 39 124 78 125 16 125 54 125 93 126 31 126 69 70 127 08 127 46 127 84 128 22 128 61 128 99 129 37 129 75 130 13 130 52 80 130 90 131 28 131 66 132 04 132 42 132 80 133 18 133 57 133 95 134 33 134 71 80 90 134 71 135 09 135 47 135 85 136 23 136 61 136 99 137 37 137 75 138 13 138 51 90 100 138 51 138 88 139 26 139 64 140 02 140 40 140 78 141 16 141 54 141 91 142 29 100 110 142 29 142 67 143 05 143 43 143 80 144 56 144 94 145 31 120 146 07 146 44 146 82 147 20 147 57 147 95 148 33 148 70 149 08 130 149 83 150 21 150 58 150 96 151 33
71. rasilia 2007 HI DEDICATORIA Ao meu Deus Forte Principe da Paz meu Senhor Jesus que pela sua infinita miseric rdia me deu for a para a realiza o deste sonho A minha fam lia meu pai minha m e e minha irm por me darem for as nos momentos dif ceis de minha jornada A mem ria de minha av Mirtes que sempre acreditou nessa vit ria Aos meus amigos que sempre me 1 que tamb m compartilharam comigo desse sonho que esta sendo realizado IV AGRADECIMENTOS Agradeco a meu Senhor Jesus pelo amor derramado por mim na Cruz e pela prote o que a cada dia revelada A Ele dedico toda honra gl ria for a e poder Eu consagro toda essa vit ria ao meu eterno e nico Senhor Jesus Obrigado especial aos meus pais Ant nio C ndido Ferreira e Elenice Meireles Ferreira por serem as pessoas nas quais eu contei e conto cada dia de minha vida e que por isso venho lutando para honr los da melhor maneira poss vel Obrigado a minha irm querida Daniela Meireles que sempre demonstrou ser realmente uma companheira em tudo em minha vida Obrigado aos meus amigos Eliezer Garcia e Ana Paula Forte por me ajudarem em momentos que realmente somente os grandes amigos podem valer Obrigado especial ao meu orientador de projeto Julim Bezerra Voc nao sabe o quanto eu caminhei Pra chegar at aqui Percorri milhas e milhas antes de dormir Eu n o cochilei Os mais belos m
72. rimento m ximo da rede de 3 048 metros 10 000 p s a 57 6K baud Conex o do cabo Belden 9463 entre os n s liga o serial Isolamento incorporado canal DH 485 oferece Taxas de comunica o configur veis de at 19 2K baud Isolamento el trico atrav s do acoplador de rede 1747 AIC ou 1761 NET AIC Comprimento m ximo da rede de 1 219 metros 4 000 p s Especifica es el tricas de RS 485 Conex o do cabo Belden 9842 ou Belden 31064 entre os n s liga o serial O canal RS 232 oferece Taxas de comunica o de at 19 2K baud 38 4K baud no SLC 5 05 Dist ncia m xima entre os dispositivos de 15 24 metros 50 p s Especifica es el tricas de RS 232C EIA 232 Suporte a modem Isolamento incorporado O canal RS 232 foi o escolhido para utiliza o no projeto Protocolo TCP IP Ethernet O padr o Ethernet utilizando o protocolo TCP IP utilizado como a rede principal em muitos escrit rios e pr dios industriais A Ethernet uma rede local que oferece comunica o entre v rios dispositivos a 10 Mbps Essa rede possui as mesmas caracter sticas que as redes DH ou DH 485 mais e suporte SNMP para gerenciamento da rede Ethernet e configura o din mica opcional dos endere os IP utilizando um utilit rio BOOTP e taxa de dados da Ethernet no SLC 5 05 at 40 vezes mais r pida que as mensagens DH no SLC 5 04 e capacidade de transmitir arquivos de dados Inteiros do SLC 5 05 e n mero muito maior de
73. s monof sicos deve se tomar o cuidado para distribu los de maneira uniforme evitando se assim desequil brio entre as fases WEG 2006 Dados do motor utilizado no Projeto Motor de indu o trif sico assincrono de gaiola WEG Pot ncia 0 37 KW 0 5 cv Tensao 220 380 V Corrente 1 87 1 08 A Fechamento A Y Velocadade 3410 rpm Grau de prote o IP 55 Coso 0 78 Fator de servi o 1 15 58 CAP TULO 3 DESENVOLVIMENTO O Hardware utilizado para realiza o do projeto foi um CLP Rockwell SLC500 uma CPU 5 04 com 32 de mem ria um Inversor de Frequ ncia CFW09 WEG um motor trif sico WEG de 0 5 cv uma fonte de CLP SLC500 1746 P2 Rockwell um cabo de comunica o RS232 um M dulo de Entrada Anal gica 1746 NR4 RTD Rockwell um M dulo de Entrada Anal gica 1746 NI4 Rockwell um M dulo de Sa da Anal gica 1746 NO4I Rockwell um M dulo de Entrada Digital 1746 IM16 Rockwell um M dulo de Sa da Digital 1746 0416 Rockwell um M dulo de Sa da Digital 1746 OX8 Rockwell e um sensor de temperatura PT100 ECIL Ainda foram utilizados cabos el tricos Disjuntores Resist ncia de 250W e uma madeira de 0 8 x 1 metro para efetuar a montagem Para confec o do duto de ar foi utilizado um papel mais r gido com o nome de Papel Panam Para a fun o de ventilador foi utilizada uma Ventoinha de motor de 0 5 cv montada na ponta do eixo do motor Figura 3 30 Vis o geral 59
74. t Max 16383 0 Rung 4 0003 16383 0 Scaled Min 0 0 0 0 lt Scaled Max 3600 0 3600 Output 0004 END 12 APENDICE IV Arquivos Ladder fe Project o CG Help Controller 1 Controller Properties Es Processor Status Al Il configuration Channel configuration E Multipoint Monitor 9 Program Files Ei svs1 LAD 2 PRINCIPAL Z LAD MOTOR LAD 4 PID 73 APENDICE V Ajuste do PID 74 Ajuste do PID 75 Ajuste do PID LIGA DESLIGA m MANUAL FELICE 16
75. termoresist ncias de Ni e Cu t m sua isola o normalmente em esmalte seda algod o ou fibra de vidro N o existe necessidade de prote es mais resistentes temperatura pois acima de 300 C o n quel perde suas caracter sticas de funcionamento como termoresist ncia e o cobre sofre problemas de oxida o em temperaturas acima de 310 C SENAI 1999 Os sensores de platina devido a suas caracter sticas permitem um funcionamento at temperaturas bem mais elevadas t m seu encapsulamento normalmente em cer mica ou vidro A este sensor s o dispensados maiores cuidados de fabrica o pois apesar do Pt n o restringir o limite de temperatura de utiliza o quando a mesma utilizada em temperaturas elevadas existe o risco de contamina o dos fios SENAL 1999 a Elemento isolante tipo vidro de selagem JINI Fio Fio de platina N cleo de vidro Revestimento Figura 2 23 Isolante de Vidro Fonte SENAI Esp rito Santo Instrumenta o B sica II Vaz o Temperatura e Anal tica p 95 Companhia Sider rgica de Tubar o 1999 Ao bobinar o fio de platina devem se manter em cada passo dist ncias iguais como medida de seguran a evitando assim quando submetidos a altas temperaturas contactarem entre si e por conseguinte n o entrarem em curto circuito Outro fator Importante em bobinar o fio com dist ncias paralelas iguais evitar o ru do indutivo SENAI 1999 Por n o ter contato direto com o exter
76. tivos a partir do InTouch 35 Identificando os CLP s da aplica o O InTouch comunica se com o CLP atrav s de um sofware chamado Driver de Comunica o RSLinx figura 2 15 um sofware que basicamente captura os dados do CLP e envia para o InTouch ou vice versa Para cada tipo de comunica o e para cada modelo de CLP existe uma driver de comunica o Este driver pode fazer a comunica o entre um ou mais CLP S o que determinado na configura o do sistema Security Window Help Gel SS e Topic Configuration m Alias Topic Configuration Active Topics Items Communication Events Optimized Packets Server Diagnostics DDE Client Diagnostics OPC Group Diagnostics Update ControlLogix Tag Info Options Configure DDE OPC topic NUM 05 07 06 08 50 4 Figura 2 15 RSLinx DDE Dynamic Data Exchange O campo DDE Topic Name referente ao driver de comunica o equivale ao DDE Access Name do InTouch e espec fico para cada CLP da aplica o Assim para definirmos no InTouch a qual CPU um determinado equipamento pertence necessario configurar o seu DDE Access Name Para criar ou modificar o DDE Access Name no InTouch no menu Special escolha a op o DDE Access Name conforme a figura 2 16 a e b define os nomes de acordo com as CPU S da aplica o 36 Desta maneira o projeto cont
77. to de Instru es SLC500 Software de Programa o p 02 Rockwell Agosto 1999 Estado do Bit Instru o XIC Fasa Examinar se Desenergizado X IO ES a Figura 2 4 Formato da Instru o X I O Fonte Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjunto de Instru es SLC500 Software de Programa o p 02 Rockwell Agosto 1999 Quando um dispositivo de entrada n o acionado o terminal de entrada conectado a ele indica um estado desenergizado o qual refletido no bit correspondente do arquivo de entrada Ao localizar uma instru o XIO com o mesmo endere o o controlador determina que a entrada est desenergizada O e ajusta a l gica da instru o para verdadeira Quando o dispositivo acionado o controlador ajusta a l gica dessa Instru o para falsa tabela 2 2 ROCKWELL AUTOMATION 1999 11 Tabela 2 2 Logica da Instrucao X Fonte Rockwell Automation Centro Treinamento e Performance Rockwell Conjunto de Instru es SLC500 Software de Programa o p 03 Rockwell Agosto 1999 Estado do Bit Instrucao D Verdadeira Instru es Energizar Desenergizar Sa da As instru es Energizar Desenergizar Sa da s o empregadas para energizar ou desenergizar um bit espec fico instru o usada no projeto foi Energizar Saida Energizar Saida OTE B3 15 7 Figura 2 5 Formato da Instrucao
78. to e desenvolvimento de profissionais da rea de automa o e por ser um assunto ainda pouco explorado academicamente no UniCEUB 1 2 OBJETIVOS O objetivo do projeto utilizar a automa o industrial para obter resultados cada vez mais r pidos com custo baixo aperfei oar processos garantir resultados precisos com confiabilidade e qualidade do produto final O projeto visa utilizar t cnicas de controle em Malha Fechada para obter um processo totalmente automatizado em tempo real atrav s do Supervis rio In Touch onde o sistema atingir o valor de temperatura determinado pelo operador ou usu rio utilizando um controle autom tico em Malha Fechada com a instru o de controle PID do CLP Controlador L gico Program vel 1 3 METODOLOGIA DE PESQUISA O projeto foi baseado em consultas a livros de automa o industrial apostilas de treinamentos de equipamentos industriais de automa o e sites da Internet Tendo como base estas pesquisas o projeto tem finalidade te rica e pr tica 1 4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA A monografia est dividida em quatro cap tulos distintos O Cap tulo 1 ordenado por motiva o objetivos e metodologia para o desenvolvimento do projeto O Cap tulo 2 composto pelo referencial te rico com as defini es e aplica es das tecnologias utilizadas no projeto O Cap tulo 3 atribui ao desenvolvimento do projeto descrevendo desde a montagem f sica do hardware at os start up do proj
79. tural Se o per odo natural for de 20 segundos como no exemplo descrito deve se ajustar o termo de rearme para 3 0 3 minutos por repeti o aproximadamente 20 segundos 28 Etapa 13 Ajuste a velocidade Td de acordo com um valor de 1 8 do termo de rearme No exemplo apresentado valor sera utilizado para fornecer um termo de velocidade de 0 04 minutos por repeti o ROCKWELL AUTOMATION 1999 Etapa 14 Coloque o controlador no modo AUTO Se o processo for ideal a programa o PID estar completa ROCKWELL AUTOMATION 1999 Etapa 15 Para realizar os demais ajustes coloque a instru o PID no modo MANUAL realize o ajuste e coloque a instru o novamente no modo AUTO 2 2 Inversor de Freqii ncia CFW 09 Para compreendermos o funcionamento de um Inversor de Fregii ncia necess rio entender a fun o de cada diagrama em bloco que o constitui conforme figura 2 14 O Inversor de Frequ ncia ligado na rede podendo ser monof sica ou trif sica No projeto foi utilizado um Inversor monof sico Em sua sa da h uma carga que necessita de uma frequ ncia vari vel diferente de 60 Hz da rede Para isso o Inversor tem como primeiro est gio um circuito retificador respons vel por transformar a tens o alternada em cont nua ap s isso a um segundo est gio capaz de realizar o inverso ou seja converter de CC para CA conversor e com a fregii ncia desejada pela carga 29 a ConexBo
80. uando se necessita de velocidade invari vel Motor de indu o funciona normalmente com uma velocidade constante que varia ligeiramente com a carga mec nica aplicada ao eixo Devida a sua grande simplicidade robustez e baixo custo o motor mais utilizado de todos sendo adequado para quase todos os tipos de m quinas acionadas encontradas na pr tica Atualmente poss vel controlarmos a velocidade dos motores de indu o com o aux lio de inversores de freq ncia WEG 2006 50 MOTOR CA UNIVERSAL MOTOR CC SPLIT PHASE CAPACITOR DE PARTIDA GAIOLA DE CAPACITOR ESQUILO PERMANENTE POLOS SOMBREADOS ASSINCRONO CAPACITOR DOIS VALORES ROTOR REPULSAO BOBINADO MONOFASICO ROTOR MACI O HISTERESE SINCRONO RELUTANCIA IMAS PERMANENTES INDU O LINEAR IMAS PERMANENTES ASSINCRONO ROTOR BOBINANDO TRIFASICO IMAS PERMANENTES SINCRONO POLOS LISOS EXCITA O S RIE POLOS SALIENTES EXCITA O INDEPENDENTE EXCITA O COMPOUND IMAS PERMANENTE EXCITA O PARALELA DE GAIOLA RELUTANCIA FABRICADO WEG Figura 2 26 Universo Tecnol gico de Motores el tricos Fonte WEG Motores El tricos Linhas de Produtos Caracter sticas Especifica o Instala o Manuten o p D3 2006 51 S o apresentados a seguir os conceitos de algumas grandezas b sicas cuja compreens o necess ria para melhor acompanhar as explica es das outras partes deste manual WEG 20
81. uza a zona morta at quando cruza a refer ncia ROCKWELL AUTOMATION 1999 Toda vez que PV cruzar a refer ncia cruzamento do erro por zero e mudan a do sinal do erro e durante o tempo que o PV permanece na zona morta a instru o considera o valor do erro igual a zero ROCKWELL AUTOMATION 1999 23 A sele o da zona morta feita introduzindo se um valor na palavra de armazenamento da zona morta palavra 9 no bloco de controle A zona morta se estende acima e abaixo da refer ncia SP atrav s do valor inserido Inserindo se um valor zero esta caracteristica inibida ROCKWELL AUTOMATION 1999 Caso se escolha a entrada em escala a zona morta possuira as mesmas unidades de escala que a refer ncia ROCKWELL AUTOMATION 1999 No modo manual algoritmo PID nao calcula valor da variavel de controle Esse valor utilizado como entrada de forma a eliminar uma acentuada no sinal quando da transfer ncia do controle manual para o autom tico No modo manual a programa o permite introduzir um novo valor CV de O a 100 Este valor convertido em um numero de O a 16383 e escrito no endere o da vari vel de controle ROCKWELL AUTOMATION 1999 Ao utilizar um m dulo de sa da anal gica para este endere o deve se salvar compilar o programa com a op o de prote o do arquivo ajustada para nenhuma File protection none ROCKWELL AUTOMATION 1999 Isto permite que se escreva na
82. wee ASCII A Canal 0 Sistema de Vista lateral esquerda Localiza o do numero de s rie e Vista frontal c digo do cat logo M dulo de Mem ria Jumper de Prote o de Descarregamento Figura 2 1 Vis o geral CPU 5 04 utilizada no projeto Fonte Rockwell Automation Manual de Instala o e Opera o SLC500 p 10 Rockwell Janeiro 1998 controlador de estrutura modular b sico consiste de um chassi fonte de alimenta o processador CPU Entrada Saida M dulos E S e uma interface de programa o para programar e monitorar A figura 2 2 mostra os componentes t picos de hardware para o controlador de estrutura modular ROCKWELL AUTOMATION 1998 Componentes de hardware de estrutura modular Controlador de estrutura modular Fonte de M dulo M dulo de M dulo de M dulo de Alimenta o Processador Entrada Sa da E S Terminal de PC de Programa o Programa o Figura 2 2 a b Componentes t picos de hardware para o controlador de estrutura modular Fonte Rockwell Automation Manual de Instala o e Opera o SLC500 p 02 Rockwell Janeiro 1998 As instru es de Bit utlizadas s o as seguintes Examinar se Energizado XIC Examinar se Desenergizado XIO Energizar Saida Essas instru es s o utilizadas em um unico bit de dado o qual pode ser endere ado sempre que necess rio Durante a opera o o controlador pode energizar ou desenergizar o bit

controle de velocidade em motor ca trifásico utilizando

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