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CS-PLC1
Curso Bsico Autmatos Programveis
OMRON Verso 1.1 2003
CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
1 INTRODUO AUTOMAO INDUSTRIAL ________________________10 1.1 AUTOMAO INDUSTRIAL________________________________________11 1.2 RESUMO HISTRICO______________________________________________11 1.3 TCNICAS DE AUTOMATIZAO__________________________________13 1.4 AUTMATO PROGRAMVEL______________________________________14 1.4.1 VANTAGENS_____________________________________________________14 1.4.2 CLASSIFICAO _________________________________________________15 1.5 TIPOS DE CONTROLO DE PROCESSO ______________________________15 1.6 TIPOS DE PROCESSOS INDUSTRIAIS _______________________________16 1.7 CONTROLADORES SEQUENCIAIS__________________________________17 1.8 ESTRUTURA DE UM AUTOMATISMO_______________________________19
2 CONCEPO DE UM AUTOMATISMO_____________________________20 2.1 CARACTERSTICAS DE UM AUTOMATISMO________________________21 2.2 ESTRUTURA DE UM AUTOMATISMO_______________________________21 2.3 IMPLEMENTAO DE UM AUTOMATISMO_________________________23 2.3.1 ESPECIFICAES FUNCIONAIS ____________________________________23 2.3.2 ESPECIFICAES TECNOLGICAS _________________________________24 2.3.3 ESPECIFICAES OPERATIVAS ____________________________________25 2.4 OPES TECNOLGICAS _________________________________________26 2.5 MTODOS GRFICOS PARA A DESCRIO DA LGICA DE UM AUTOMATISMO _______________________________________________________27 2.5.1 DIAGRAMA DE CONTACTOS (LADDER) ____________________________27 2.5.2 DIAGRAMA LGICO (LOGIGRAMA) ________________________________28 2.5.3 GRAFCET ________________________________________________________28
3 AUTMATOS - HARDWARE ______________________________________29 3.1 CONCEITO DE PLC ________________________________________________30 3.2 ESTRUTURA DE UM AUTMATO PROGRAMVEL__________________30
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3.2.1 ENTRADAS / SADAS _____________________________________________30 3.2.2 CPU _____________________________________________________________35 3.2.3 MEMRIA _______________________________________________________36 3.2.4 FONTE DE ALIMENTAO ________________________________________37 3.3 SELECO DE UM AUTMATO PROGRAMVEL (PLC) _____________38 3.4 CONCEITO DE TEMPO DE CICLO E TEMPO DE RESPOSTA __________41 3.4.1 TEMPO DE CICLO ________________________________________________41 3.4.2 TEMPO DE RESPOSTA ____________________________________________41
4 AUTMATOS - SOFTWARE ______________________________________42 4.1 PRINCPIOS GERAIS ______________________________________________43 4.1.1 CONCEITO DE WORD _____________________________________________43 4.1.2 ENDEREAMENTO _______________________________________________44 4.1.3 MODOS DE PROGRAMAO ______________________________________45 4.1.4 CARACTERSTICAS TCNICAS (CPM1A) ____________________________46 4.1.5 REAS DE MEMRIA _____________________________________________47 4.1.6 RELS ESPECIAIS ________________________________________________49
5 INICIAO PROGRAMAO DE AUTMATOS __________________50 5.1 INSTRUES DE TRATAMENTO LGICO __________________________51 2.1.1 INSTRUES BSICAS (LD, OUT, END ) ____________________________51 2.1.2 INSTRUES (AND, OR, NOT)______________________________________52 2.1.3 INSTRUES (AND LOAD, OR LOAD)_______________________________56 2.1.4 USO DE TRS _____________________________________________________62
EXERCCIO PRTICO (BLOCOS LGICOS)______________________________63
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 1) _____________________________________64
6 CONSOLA DE PROGRAMAO __________________________________65
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6.1 INTRODUO_____________________________________________________66 6.1.1 CONSOLA DE PROGRAMAO ____________________________________66 6.2 FUNCIONALIDADES _______________________________________________67 6.3 OPERAO DA CONSOLA DE PROGRAMAO _____________________70 6.3.1 INTRODUO DA PASSWORD _____________________________________70 6.3.2 LIMPEZA DA MEMRIA___________________________________________70 6.3.3 LIMPEZA DE MENSAGENS DE ERRO _______________________________71 6.4 OPERAES DE EDIO __________________________________________71 6.4.1 INTRODUO DE INSTRUES ____________________________________71 6.4.2 INSERO DE INSTRUES _______________________________________72 6.4.3 ELIMINAO DE INSTRUES ____________________________________72 6.4.4 BUSCA DE INSTRUES __________________________________________73 6.5 MONITORIZAO ________________________________________________74 6.5.1 ESTADO DE UM REL_____________________________________________74 6.5.2 CONTEDO DE UMA WORD (CANAL) ______________________________75
7 SOFTWARE PARA PROGRAMAO DE PLCS _____________________78 7.1 UTILIZANDO SOFTWARE DE PROGRAMAO PARA PC ____________79 7.1.1 CARACTERSTICAS FUNDAMENTAIS ______________________________79 7.1.2 REQUISITOS DE INSTALAO _____________________________________79 7.1.3 INTRODUO AO CX-PROGRAMMER ______________________________80 7.1.4 AMBIENTE DE TRABALHO ________________________________________80 7.1.5 CRIAO DE UM PROGRAMA NOVO _______________________________81
EXERCCIO AUXILIADO (PROJECTO - FASE 2)_________________________82
7.1.6 JANELA DE PROJECTO ____________________________________________91
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 3) _____________________________________92
8 FUNES DE ENCRAVAMENTO __________________________________94 8.1 INSTRUO KEEP(11) _____________________________________________95 8.2 INSTRUES SET E RESET ________________________________________96 8.3 CX-PROGRAMMER INSTRUES AVANADAS ___________________96 8.4 INSTRUO INTERLOCK__________________________________________98
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EXERCCIO (PROJECTO - FASE 4) _____________________________________99
PROBLEMA (PROJECTO - FASE 5) ____________________________________100
9 FUNES DE DIFERENCIAO _________________________________101 9.1 INSTRUES DIFU(13) E DIFD(14) _________________________________102 9.1.1 RESUMO DIFU(13) E DIFD(14)_____________________________________103
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 6) ____________________________________104
10 TEMPORIZADORES E CONTADORES __________________________105 10.1 TEMPORIZADORES E CONTADORES _____________________________106 10.1.1 TEMPORIZADORES _____________________________________________106 10.2 CX-PROGRAMMER - EDITOR DE SMBOLOS ______________________112 10.2.1 INDIVIDUALMENTE MEDIDA DAS NECESSIDADES ______________113 10.2.2 UTILIZANDO O EDITOR DE SMBOLOS ___________________________114 10.2.3 AUXILIADO POR OUTROS SOFTWARES __________________________115 10.2.4 ASSIGNAO AUTOMTICA ____________________________________116
EXERCCIO AUXILIADO (PROJECTO - FASE 7)________________________117
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 8) ____________________________________120
10.3 CX-PROGRAMMER SECES DO PROGRAMA __________________121
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 9) ____________________________________121
10.4 CONTADORES __________________________________________________123 10.4.1 CNT ___________________________________________________________123 10.4.2 CNTR(12) ______________________________________________________125
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 10) ___________________________________126
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10.5 CX-PROGRAMMER VERIFICAES AO PROGRAMA ____________128 10.5.1 APAGAR ENDEREOS NO NECESSRIOS________________________128
EXERCCIO AUXILIADO (PROJECTO - FASE 11)_______________________129
10.5.2 VARIVEIS GLOBAIS E LOCAIS__________________________________130
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 12) ___________________________________131
11 SISTEMAS NUMRICOS _________________________________________132 11.1 INTRODUO___________________________________________________133 11.2 SISTEMAS NUMRICOS _________________________________________133 11.2.1 SISTEMA DECIMAL _____________________________________________134 11.2.2 SISTEMA BINRIO______________________________________________135 11.2.3 SISTEMA BCD__________________________________________________137 11.2.4 SISTEMA HEXADECIMAL _______________________________________138 11.2.5 CDIGO GRAY _________________________________________________139 11.2.6 CDIGO ASCII _________________________________________________140
EXERCCIO SISTEMAS NUMRICOS ___ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
12 TRATAMENTO DE DADOS_____________________________________141 12.1 INSTRUO CMP(20) ____________________________________________142 12.2 INSTRUO DE MOVIMENTAO DE DADOS ____________________144 12.2.1 INSTRUO MOV(21) ___________________________________________144 12.2.2 INSTRUO MVN(22) ___________________________________________145 12.3 CX-PROGRAMMER EDITOR DE REAS DE MEMRIA ___________146
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 13) ___________________________________150
12.4 INSTRUO SFT(10) _____________________________________________151 12.5 CX-PROGRAMMER JANELA DE VISUALIZAO ________________152
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13 INSTRUES DE CLCULO ARITMTICO _____________________156 13.1 CX-PROGRAMMER - TIPOS DE VARIVEIS _______________________157 13.1.1 DESCRIO DAS VARIVEIS ____________________________________157 13.1.2 ATRIBUIO DO TIPO AOS ENDEREOS _________________________158 13.2 INTRODUO___________________________________________________158 13.3 OPERAES ARITMTICAS EM BCD_____________________________159 13.3.1 SOMA EM BCD _________________________________________________159 13.3.2 REL DE CARRY _______________________________________________161 13.3.3 SUBTRACO EM BCD _________________________________________163 13.3.4 MULTIPLICAO EM BCD ______________________________________166 13.3.5 DIVISO EM BCD_______________________________________________167 13.4 OPERAES ARITMTICAS EM BINRIO ________________________169 13.5 CASOS PARTICULARES _________________________________________171 13.5.1 INSTRUO INC(38) ____________________________________________171 13.5.2 INSTRUO DEC(39)____________________________________________171 13.6 CX-PROGRAMMER COMENTAR O PROGRAMA _________________172
EXERCCIO AUXILIADO (PROJECTO - FASE 14)_______________________173
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 15) ___________________________________175
14 FUNES DE EXECUO DIFERENCIAL (@) __________________176 14.1 DESCRIO DO FUNCIONAMENTO ______________________________177
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 16) ___________________________________178
15 CONVERSO DE DADOS ______________________________________179 15.1 INSTRUES PARA CONVERSO DE DADOS _____________________180 15.1.1 INSTRUO BIN(23) ____________________________________________180 15.1.2 INSTRUO BCD(24)____________________________________________181
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EXERCCIO (PROJECTO - FASE 17) ___________________________________182
16 TRATAMENTO DE BLOCOS DE DADOS ________________________184 16.1 INSTRUO BSET(71) ___________________________________________185 16.2 INSTRUO XFER(70) ___________________________________________186 16.3 INSTRUO XCHG(73)___________________________________________187
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 18) ___________________________________187
PROBLEMA (PROJECTO - FASE 19) ___________________________________188
17 PROGRAMAO DE PROCESSOS SEQUENCIAIS ________________189 17.1 INTRODUO___________________________________________________190 17.2 INSTRUMENTOS DE REPRESENTAO___________________________190 17.3 GRAFCET_______________________________________________________191 17.4 TIPOS DE PROCESSAMENTO E REGRAS __________________________195 17.4.1 PROCESSAMENTO LINEAR______________________________________195 17.4.2 EVOLUO SIMULTNEA (PROCESSAMENTO PARALELO) ________197 17.4.3 ESCOLHA CONDICIONAL (PROCESSAMENTO ALTERNATIVO)______199 17.4.4 SALTO ENTRE ETAPAS NO CONSECUTIVAS _____________________201 17.5 CONVERSO GRAFCET LINGUAGEM DE CONTACTOS____________203 17.5.1 IMPLEMENTAO USANDO AS FUNES SET / RESET ____________204 17.5.2 IMPLEMENTAO USANDO A FUNO KEEP(11) _________________206 17.5.3 IMPLEMENTAO USANDO A FUNO SFT(10) ___________________207 17.5.4 IMPLEMENTAO USANDO AS FUNES STEP(08) E SNXT(09) _____210
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 20) ___________________________________214
PROBLEMA (PROJECTO - FASE 21) ___________________________________215
18 ENDEREAMENTO INDIRECTO _______________________________216
CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
18.1 ENDEREAMENTO INDIRECTO__________________________________217
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 22) ___________________________________218
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 23) ___________________________________218
CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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11 IINNTTRROODDUUOO AAUUTTOOMMAAOO IINNDDUUSSTTRRIIAALL
OBJECTIVOS ??AUTOMAO INDUSTRIAL - HISTRIA ??FAMILIARIZAO COM ALGUNS CONCEITOS E
TCNICAS UTILIZADAS NA AUTOMAO
II NNTT RR
OO DDUU
OO
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RR IIAA LL
11 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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1.1 AUTOMAO INDUSTRIAL A automao industrial, a substituio de algumas aces humanas por
mecanismos que podem trabalhar isoladamente ou em conjunto, movidos por uma fonte de energia externa e com a capacidade de realizar ciclos de operaes que se podem repetir indefinidamente.
1.2 RESUMO HISTRICO A ideia de criar sistemas flexveis capazes de controlar processos, sempre
norteou o esprito humano. Foi nos sistemas mecnicos que primeiro se desenvolveu este princpio.
medida em que se foi conhecendo e desenvolvendo toda a tecnologia
dos circuitos elctricos, logo se verificou que facilmente se poderia alterar as caractersticas de um circuito de controlo, recorrendo basicamente a rels e comutadores. Desta forma, diversas combinaes nos comutadores, davam origem a diferentes modos de funcionamento. Era o primeiro indcio de "programao".
De acordo com as necessidades de controlo, foram-se desenvolvendo
componentes tais como temporizadores, contadores, rels biestveis e um sem nmero de outros componentes que iam integrando sistemas cada vez mais complexos.
Ainda hoje podemos admirar em
alguns equipamentos "programadores de pinos". Estes programadores muito rudimentares, constavam de uma matriz de condutores que eram interceptados por uma cavilha ou pino que de acordo com a sua posio permitia definir a activao de determinado circuito.
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12 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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Em paralelo ao desenvolvimento de circuitos elctricos, apareceram
tambm circuitos pneumticos. Tal como nos circuitos elctricos, nestes tambm foram desenvolvidos uma srie de elementos que tinham desempenhos idnticos aos componentes elctricos.
A inveno da Unidade Central de Processamento (1938), d por sua vez
origem ao microprocessador. com base neste componente que em 1969-70 aparecem nos EUA os primeiros autmatos programveis. Foi a indstria automvel quem primeiro os utilizou. Na Europa, s dois anos depois que comeam a ser empregues na indstria.
Hoje j difcil falar em automatizao industrial, sem que se tenha de
referir o autmato programvel.
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13 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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1.3 TCNICAS DE AUTOMATIZAO Dependendo da natureza do automatismo em questo, pode falar-se de
vrias tcnicas de automao: ??Mecnica ??Pneumtica ??Hidrulica ??Elctrica ??Electrnica
?? AUTOMATIZAO MECNICA Existe uma grande quantidade e variedade de automatismos mecnicos na
industria (tornos, fresadoras, motores de combusto interna, etc.). No esquecer que esta tcnica contribuiu em muito com a revoluo industrial.
?? AUTOMATIZAO PNEUMTICA Esta tcnica tem uma infinidade de aplicaes, especialmente em trabalhos
de fixao de peas, movimento linear, mquinas ferramenta, etc. Destaca-se nesta tcnica a economia uma vez instalados e a rapidez dos
movimentos. ?? AUTOMATIZAO HIDRULICA Idntico ao funcionamento pneumtico, mas mais lento, no entanto
consegue desenvolver mais trabalho. Tipicamente encontra-se em prensas, e diversas mquinas ferramenta. ?? AUTOMATIZAO ELCTRICA Qualquer mquina por simples que seja, tem de alguma forma esta tcnica
aplicada. No entanto a lgica cablada tem vindo consideravelmente a ser substituda
pela automatizao electrnica.
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14 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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?? AUTOMATIZAO ELECTRNICA O avano tecnolgico dos sistemas digitais, permitiram revolucionar os
microprocessadores e naturalmente os autmatos programveis. A chegada da electrnica industria foi uma perfeita revoluo. Permitiu
automao industrial dar uma passo gigante. A tecnologia electrnica pode ser implementada atravs dos seguintes
elementos:
??Circuitos electrnicos dedicados ??Sistemas electrnicos standard (ex.:controlo numrico) ??Autmatos programveis ??Micro e minicomputadores
1.4 AUTMATO PROGRAMVEL
1.4.1 VANTAGENS Sobre a tecnologia cablada, o autmato programvel tem inmeras
vantagens. A destacar: ?? muito mais fivel, pois o nmero de componentes mecnicos e de
ligaes mnimo. ??O desenvolvimento do programa pode ser feito em paralelo com a
montagem dos equipamentos. O sistema por lgica cablada, s pode ser montado depois do projecto estar completamente concludo.
??As alteraes do automatismo s implicam alteraes no programa. Na lgica cablada, qualquer alterao implica a alterao da cablagem e dos componentes.
??O espao ocupado pelo autmato constante e independente da complexidade da lgica do automatismo.
??No requer stocks de equipamento de reserva to elevados como nos sistemas por lgica cablada.
Sobre os sistemas controlados por microprocessador ou micro-computador,
o autmato no requer a presena de um perito em informtica ou em assembler para programar ou alterar um programa.
A linguagem utilizada standard e pode ser facilmente apreendida por pessoas com uma formao mnima.
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15 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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1.4.2 CLASSIFICAO Pode classificar-se a utilizao dos autmatos programveis em trs
classes: ??Controlo de mquinas ou automatismos simples e
individualizados. ??Controlo e sincronizao de diversas mquinas ou automatismos
de uma linha de fabrico ou de um sistema complexo. ??Superviso e controlo de uma unidade fabrico ou de um conjunto
de subsistemas que podem eles mesmos serem tambm controlados por autmatos.
So hoje inmeros os fabricantes de autmatos programveis. No mercado portugus so cerca de 30 as marcas presentes, encontrando-
se por isso, uma grande diversidade de modelos.
1.5 TIPOS DE CONTROLO DE PROCESSO Existem duas formas bsicas de realizar o controlo de um dado processo
industrial: ??Controlo em malha aberta ??Controlo em malha fechada
?? CONTROLO EM MALHA ABERTA O controlo em malha aberta caracteriza-se pelo facto da informao ou
variveis que controlam o processo, circularem num s sentido. O sistema de controlo no recebe informao do resultado das aces tomadas.
PARTE DE COMANDO
ACTUADORES PROCESSO
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16 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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?? CONTROLO EM MALHA FECHADA O controlo em malha fechada, caracteriza-se pelo facto de existir
realimentao proveniente de sensores, sobre a reaco do processo. A maioria dos processos industriais trabalham segundo este principio.
1.6 TIPOS DE PROCESSOS INDUSTRIAIS Em funo do tempo, os processos industriais podem classificar-se
segundo: ??Processos contnuos ??Processos discretos ??Processos descontnuos
PARTE DE COMANDO
ACTUADORES
SENSORES
PROCESSO
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17 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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?? PROCESSOS CONTNUOS Caracteriza-se pelo facto das matrias primas estarem constantemente a
entrar num dos extremos do sistema, obtendo-se no outro extremo de forma continua o produto acabado.
?? PROCESSOS DISCRETOS O produto de sada, obtm-se atravs de uma srie de operaes. A
entrada habitualmente um elemento discreto que se trabalha de forma individual. ?? PROCESSOS DESCONTNUOS Recebe-se entrada do processo quantidades diferentes de peas
discretas necessrias ao processo. Sobre este conjunto realizam-se diversas operaes, de modo a conseguir
o produto final. O exemplo tpico deste tipo de processo a industria automvel.
1.7 CONTROLADORES SEQUENCIAIS Os processos discretos e descontnuos (muito semelhantes), podem ser
controlados mediante o mesmo tipo de sistema de controlo, que devido sua forma de actuao designada por controlo sequencial.
A principal caracterstica dos processos que se controlam de forma
sequencial, a possibilidade de decompor o processo numa srie de estados que se activam de forma sequencial. Os sinais provenientes dos sensores, controlam a transio entre os estados.
Em funo do modo como se realiza a transio entre os estados, os
controladores sequenciais podem ser de dois tipos: ??Assncronos ??sncronos
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OO MMAA
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18 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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?? ASSNCRONOS A transio entre os estados, depende apenas do instante em que se
verifica a actualizao do estado das variveis de entrada.
?? SNCRONOS A transio entre os estados, depende do estado das variveis de entrada,
mas agora sincronizadas com um sinal de relgio de frequncia fixa.
SENSORES CONTROLADOR SEQUNCIAL
SADAS
PROCESSO
RELGIO
SENSORES CONTROLADOR SEQUNCIAL
SADAS
PROCESSO
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19 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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1.8 ESTRUTURA DE UM AUTOMATISMO Geralmente na sua forma mais simples, pode considerar-se um sistema
automatizado constitudo por dois grandes grupos: ??Parte operativa ??Parte de comando
?? PARTE OPERATIVA Designamos por parte operativa a mquina propriamente dita. A parte operativa responsvel por efectuar operaes, como
consequncia das ordens recebidas da parte de comando. Tem tambm a funo de informar a parte de comando, do estado das
operaes em curso. A parte operativa o sistema fsico que se pretende automatizar. ?? PARTE DE COMANDO o automatismo responsvel por dar as ordens de sada em funo do
seu programa e das informaes fornecidas pela parte operativa.
OPERADOR
PARTE DE COMANDO
COMANDOS
SINALIZAES
PARTE OPERATIVA
INFORMAO
ACTUAO
SENSORES ACTUADORES
ENTRADAS SADAS ENTRADAS SADAS
CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
22 CCOONNCCEEPPOO DDEE UUMM AAUUTTOOMMAATTIISSMMOO
OBJECTIVOS ??NOOES BSICAS SOBRE A CONCEPO DE
AUTOMATISMO ??OBTER CONHECIMENTOS MINIMOS SOBRE AS
OPES TECNOLGICAS MAIS UTILIZADAS
CC OONN CC
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OO DD EE
UUMM
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II SSMM
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21 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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2.1 CARACTERSTICAS DE UM AUTOMATISMO j difcil imaginar a nossa vida sem automatismos. A sua presena entrou
de tal forma nos nossos hbitos, que muitas vezes nem damos conta de como nos facilitam a vida; eles esto presentes no controlo da luz da escada, no elevador, no porto de garagem, na mquina de lavar roupa, no sistema de bombagem de gua e em muitos mais dispositivos de uso comum.
Na verdade, os automatismos, so dispositivos que permitem que
determinado sistema funcione de uma forma autnoma (automaticamente), sendo a interveno do operador reduzida ao mnimo indispensvel.
Sendo bem concebido, um automatismo : ??Simplifica consideravelmente o trabalho do operador. ??Elimina ao operador as tarefas complexas, perigosas, pesadas ou
indesejadas. Quando o automatismo aplicado a um processo industrial, tambm tem as
seguintes vantagens : ??Facilita as alteraes aos processos de fabrico. ??Melhora a qualidade dos produtos fabricados, mantendo uma
constncia das caractersticas dos mesmos. ??Aumenta a produo ??Permite economizar matria prima e energia. ??Aumenta a segurana no trabalho. ??Controla e protege os sistemas controlados.
2.2 ESTRUTURA DE UM AUTOMATISMO Podemos dividir um automatismo em trs blocos:
?? ENTRADAS Neste bloco encontram-se todos os dispositivos que recebem informaes
do sistema a controlar. So em geral sensores, botoneiras, comutadores, fins de curso, etc.
LOGICA ENTRADAS SADAS
CC OONN CC
EE PP
OO DD EE
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II SSMM
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22 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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?? SADAS Neste bloco temos todos os dispositivos actuadores e sinalizadores. Podem
ser motores, vlvulas, lmpadas, displays, etc.. ?? LGICA Neste bloco encontra-se toda a lgica que vai permitir actuar o bloco de
sadas em funo dos dados recebidos pelo bloco de entradas. este bloco que define as caractersticas de funcionamento do automatismo. Pode ser constitudo por rels, temporizadores, contadores, mdulos electrnicos, lgica pneumtica, electrnica programada, etc..
Podemos ainda definir como parte de controlo, o conjunto dos blocos de
entradas e de lgica. O bloco de sadas ser a parte operativa.
CC OONN CC
EE PP
OO DD EE
UUMM
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OO MMAA TT
II SSMM
OO
23 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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Exemplo Automatismo de porta
Numa porta automtica, o motor que acciona a abertura e fecho da mesma, constitui a parte operativa.
O sensor de proximidade, os fins-de-curso, a chave de permisso e toda a lgica de explorao, constituem a parte de controlo OU comando.
2.3 IMPLEMENTAO DE UM AUTOMATISMO A realizao de um automatismo deve iniciar-se pela especificao do
mesmo a trs nveis:
2.3.1 ESPECIFICAES FUNCIONAIS Visa-se com estas especificaes, detalhar todo o funcionamento do
sistema a automatizar. Nesta descrio deve pormenorizar-se toda a lgica que vai permitir a correcta explorao do sistema.
CC OONN CC
EE PP
OO DD EE
UUMM
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OO MMAA TT
II SSMM
OO
24 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
Voltando ao exemplo da porta automtica, a especificao funcional
poderia ser: * Pretende-se que o automatismo de explorao deste sistema, permita
comandar a abertura e fecho de uma porta de acesso. O comando poder ser automtico ou manual. Para o efeito, existir no
frontal do quadro de comando, um comutador de duas posies para a seleco do modo.
O modo manual usa duas botoneiras que permitiro respectivamente abrir e
fechar a porta. Uma vez premida a botoneira de abertura, a porta abrir-se- at que seja atingido um fim de curso que detecta o limite de abertura da mesma. Premindo a botoneira de fecho, a porta fechar-se- at que seja premido um outro fim de curso que detecta o fecho.
O modo automtico faz uso de dois sensores que detectam a proximidade
de uma pessoa. Quando um deles activado inicia-se a abertura da porta. Esta permanece aberta at que tenha passado um tempo que pode ir de 5 at 20 segundos, aps o desaparecimento do sinal proveniente dos sensores de proximidade. Findo este tempo, a porta inicia o fecho. Se durante o fecho, o sensor de proximidade detectar a presena de uma pessoa, dever interromper a operao e abrir de novo a porta.
2.3.2 ESPECIFICAES TECNOLGICAS Com estas especificaes, descreve-se o ambiente em que o sistema vai
operar, assim como as caractersticas que os equipamentos a integrar devero possuir, de forma a permitirem o perfeito desempenho do automatismo.
Concretizando com o exemplo anterior, poderia especificar-se: * O sensor que detecta a proximidade de uma pessoa, dever ser um
modelo para ser montado sobre a porta (um no interior e outro no exterior) e dever ser de infravermelhos passivo, com sada por transstor. A sua sensibilidade dever ser tal, que a sada deste s active quando estiver uma pessoa a menos de 2 metros da porta. O motor que acciona a abertura e fecho da porta, ser elctrico, trifsico, ..,etc.
CC OONN CC
EE PP
OO DD EE
UUMM
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OO MMAA TT
II SSMM
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25 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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2.3.3 ESPECIFICAES OPERATIVAS Dizem respeito fiabilidade, segurana, disponibilidade, flexibilidade,
manuteno, dilogo homem mquina, etc. Voltando ao exemplo anterior poderia especificar-se neste ponto: * O comutador automtico/manual dever ser um modelo com chave.
Dever existir um contador de operaes de abertura e fecho da porta, de forma a identificar o momento das operaes de manuteno que devero efectuar-se de 10.000 em 10.000 manobras...etc.
A realizao de um
automatismo, implica a execuo de uma srie de tarefas interdependentes. A presente figura mostra a sequncia de operaes necessrias implementao de um automatismo.
CC OONN CC
EE PP
OO DD EE
UUMM
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OO MMAA TT
II SSMM
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26 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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2.4 OPES TECNOLGICAS So vrias as opes tecnolgicas disponveis. No se pode partida dizer
qual a melhor e pior, pois esta opo depende de vrias condicionantes:
??Nmero de sistemas a automatizar ??Ambiente de trabalho ??Tipo de sinais de entrada/sada ??Funo predominante ??Actuadores predominantes
Outra das condicionantes que deve estar sempre presente a relao
preo/performance. Uma determinada soluo pode ser perfeita sob o ponto de vista puramente tcnico, mas invivel sob o ponto de vista financeiro.
Ao nvel das caractersticas de implementao, podemos definir dois
grandes grupos :
??Lgica cablada ??Lgica programada
Na lgica cablada, o desempenho do automatismo definido pela
interligao fsica de elementos discretos. A alterao do processo, normalmente implica refazer a cablagem. Como exemplo, podemos referir um circuito elctrico, composto por rels, rels biestveis, temporizadores, etc..
Na lgica programada, o desempenho do automatismo definido por uma
srie de instrues ou cdigos que so programados no suporte de memria do sistema. Ao conjunto de instrues que definem o automatismo, chama-se programa. A alterao da lgica do processo a controlar apenas implica a alterao do programa. Como exemplo, temos o controlo numrico, autmato programvel, micro-computador, etc..
CC OONN CC
EE PP
OO DD EE
UUMM
AAUU TT
OO MMAA TT
II SSMM
OO
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2.5 MTODOS GRFICOS PARA A DESCRIO DA LGICA DE UM AUTOMATISMO
Ao nvel das especificaes funcionais, possvel traduzir numa linguagem grfica toda a estrutura lgica do automatismo. Seguidamente apresentam-se algumas das mais usadas:
2.5.1 DIAGRAMA DE CONTACTOS (LADDER) Este mtodo de representao, implementa a sequncia lgica usando
contactos colocados em srie e paralelo, tal como num esquema elctrico. O smbolo de contacto ligeiramente alterado, como se poder ver nas
figuras abaixo.
CC OONN CC
EE PP
OO DD EE
UUMM
AAUU TT
OO MMAA TT
II SSMM
OO
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2.5.2 DIAGRAMA LGICO (LOGIGRAMA) Esta representao do automatismo, implementa a lgica, usando circuitos
lgicos "E" e "OU". Para representar o mesmo circuito do exemplo anterior, teramos:
2.5.3 GRAFCET GRAFCET uma linguagem grfica, especialmente desenhada para
mquinas e processos sequenciais. O seu estudo ser aprofundado em capitulo posterior.
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OBJECTIVOS ??OBTENO DE CONHECIMENTOS ESSENCIAIS
DA ESTRUTURA INTERNA DE UM AUTMATO PROGRAMVEL
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3.1 CONCEITO DE PLC Um autmato programvel industrial (PLC: Programmable Logic
Controller) um equipamento electrnico, programvel em linguagem no informtica, concebido para controlar em tempo real e em ambientes industriais processos sequenciais.
3.2 ESTRUTURA DE UM AUTMATO PROGRAMVEL Do ponto de vista do utilizador, o autmato uma "caixa preta" que
processa informao. Os Controladores Lgicos
Programveis (PLC' s) podem apresentar aspectos fsicos diferentes, diferentes performances e custos muito dspares; no entanto, os seus elementos constituintes so fundamentalmente os mesmos.
Sendo um equipamento capaz de
controlar processos, naturalmente dispe de dispositivos de aquisio e sada de informaes. Sendo tambm um equipamento programvel, integra um microprocessador e uma memria para guardar o programa. Para alimentar os circuitos atrs descritos, existir tambm uma fonte de alimentao. Finalmente, para que possa ser introduzido o programa e para que possa existir um dilogo bsico para o exterior, dispe tambm a possibilidade de ligar dispositivos de programao.
3.2.1 ENTRADAS / SADAS Sendo o autmato programvel destinado ao controlo de processos, tem
obrigatoriamente de adquirir dados referentes ao sistema a controlar e fornecer sinais de comando. Existem diversos tipos de entradas e sadas; nos pargrafos seguintes so apresentadas algumas das verses possveis.
Normalmente o estado lgico das entradas e sadas sinalizado por led's
que quando ligados indicam a activao de determinada entrada ou sada.
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3.2.1.1 ENTRADAS ?? ENTRADAS USANDO RELS Nesta verso, existe um
rel cuja bobine excitada por uma tenso elctrica aplicada na entrada do PLC. Os contactos do rel fornecem ao CPU um estado lgico correspondente ao estado da entrada. Como podemos ver no esquema seguinte, estando a entrada do PLC alimentada, implica que o contacto do rel se feche e conduza a informao aos circuitos de aquisio de sinais do CPU. Caso desaparea a tenso na entrada do PLC, o contacto do rel abre, e o valor lgico do circuito passa a zero. Este sistema garante um isolamento galvnico entre a entrada e CPU, j que o contacto do rel isolado da bobine que o actua.
Este tipo de entrada tem a vantagem de poder aceitar sem problemas,
tenses alternadas ou contnuas, introduzindo no entanto, um atraso considervel aos sinais lidos. O consumo de corrente na entrada maior que nos circuitos usando semicondutores; este aspecto, pode ser de grande vantagem, quando se adquire um sinal que pode ser afectado pelas interferncias induzidas no cabo que liga o sensor ao autmato.
?? ENTRADAS POR TRANSSTOR Este tipo de entrada usa um transstor
e um conjunto de resistncias para adquirir e converter os sinais na entrada, de forma a poderem ser lidos pelo CPU. Pode analisar-se na figura seguinte o funcionamento; Sempre que aparece um sinal positivo na "base" do transstor, o transstor conduz, fazendo com que Vo tenha um valor muito prximo de zero. Quando no h presena de tenso na entrada, Vo tem um valor prximo de Vcc.
Comparada com a entrada por rel, este tipo de entrada pelo facto de usar
um semicondutor, reduz consideravelmente o atraso aos sinais de entrada e mais fivel, uma vez que elimina sistemas mecnicos (rel) ; A corrente absorvida pela entrada muito menor (na ordem da dezena de mA). Tem a desvantagem de no garantir isolamento elctrico entre a entrada e o CPU.
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?? ENTRADA POR ACOPULADOR PTICO Para superar a desvantagem de
isolamento da entrada anteriormente descrita, esta pode ser isolada do CPU atravs do uso de um acoplamento ptico.
O acopulador ptico constitudo
por um LED (dodo foto emissor) e um foto-transstor encapsulados num material isolante, conforme indicado na imagem. A transmisso da informao do estado da entrada para o CPU, feita atravs do fluxo de fotes emitido pelo LED e recebido pelo foto-transstor. Ao ser atingido pelos fotes, o foto-transstor entra em conduo. Como o meio de transmisso deste fluxo dielctrico, consegue-se um ptimo isolamento galvnico. A corrente de entrada deste circuito tambm muito baixa.
Nas entradas por semicondutor atrs descritas, h que respeitar a
polaridade do circuito de entrada. Esta pode ser PNP ou NPN. Ao escolher-se um sensor , este dever estar em sintonia com a entrada onde vai ser ligado ; numa entrada PNP o comum tem de ser positivo.
Para ultrapassar esta condicionante, existem circuitos de entrada onde o
isolador ptico dispe de dois dodos led montados em paralelo mas opostos na polaridade. Assim, qualquer que seja o sentido da corrente na entrada, assegurada a polarizao do fototransstor e consequentemente a deteco de um sinal activo na entrada.
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3.2.1.2 SADAS As sadas do autmato realizam uma funo inversa das entradas, ou
seja, permitir a actuao de elementos que integram o sistema a controlar. Podem ser de vrios tipos: ?? SADA POR REL O sinal proveniente do CPU,
ataca a bobine de um rel. Na sada do autmato, esto disponveis os terminais do contacto do referido rel.
Regra geral, um autmato
tem mais do que uma sada. Para que o nmero de
terminais no seja exageradamente elevado, frequente agruparem-se sadas, havendo para o efeito um terminal comum. Deve haver algum cuidado ao efectuar as ligaes, pois deve assegurar-se que num mesmo comum no se juntem sinais incompatveis.
Este tipo de sada o mais
frequentemente usado, por ser o mais verstil. Pode comutar correntes contnuas ou alternadas, de tenses muito diversas. A sua frequncia de resposta e o "bounce" so as suas principais desvantagens.
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Para reduzir o desgaste do contacto do rel quando este comuta cargas
indutivas, deve usar-se um dos dispositivos da figura ao lado, conforme se trate de corrente contnua ou alternada.
?? SADA POR TRANSSTOR Este tipo de sada usa um transstor que recebe na "base" o sinal lgico
proveniente do CPU; os terminais do "colector" e "emissor" so acessveis do exterior, para ligao aos circuitos a controlar. Para que possa existir isolamento galvnico entre o CPU e os circuitos exteriores ao autmato, frequente usar (em vez de um vulgar transstor) um fototransstor.
Este tipo de sada usada quando os sinais a controlar so de corrente
contnua, baixa tenso, baixas correntes e de frequncia elevada. ?? SADA POR TRIAC Nesta sada usa-se um triac
como elemento activo na comutao das cargas. O sinal proveniente do CPU liga "gate" do triac ou ento activa o led de um foto-triac. Esta ltima opo a mais usada por garantir um perfeito isolamento entre o CPU e os circuitos exteriores ao autmato.
A sada por triac usa-se na comutao de cargas trabalhando em corrente
alternada. Tem a vantagem de poder comutar a frequncias elevadas, no sofrendo desgaste significativo, quando comparado com um rel. Alguns fabricantes apresentam cartas de sadas por triac com a caracterstica de comutarem cargas s quando a corrente alternada passa por zero; este pormenor faz reduzir a ocorrncia de rudos parasitas na rede elctrica, que normalmente ocorrem quando a comutao realizada com rels.
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3.2.2 CPU este o bloco que tem a funo de ler os valores lgicos presentes nas
entradas, executar as instrues que constituem o programa e transferir para as sadas as ordens provenientes dessas instrues. Tem ainda a seu cargo gerir todos os perifricos e diagnosticar defeitos que possam ocorrer internamente.
Na base de tudo isto, est um ou mais microprocessadores que de uma
forma sequencial vo executando instrues a velocidades extremamente elevadas.
A sequncia descrita no primeiro pargrafo, continuamente realizada. O
tempo gasto para a realizar designado como tempo de ciclo (ou tempo de scan) e da ordem dos milissegundos. O tempo de ciclo depende de muitos factores dos quais se destacam:
??Velocidade de trabalho do microprocessador(s) ??Nmero de instrues do programa ??Tipo de instrues usadas no programa ??Nmero de perifricos
O CPU tem ainda circuitos de endereamento de entradas e sadas, uma
memria com o sistema operativo, interfaces para unidades externas, um circuito para a deteco de falhas de alimentao, e outros que interligam os anteriores.
Para sinalizar o estado de funcionamento do CPU, normalmente existem no
frontal do mesmo, sinalizadores luminosos (led's). comum encontrar as seguintes sinalizaes:
??Presena de alimentao (POWER) ??Erro no CPU (ERROR ou FAILURE) ??Execuo do programa (RUN) ??Falha da bateria de backup (BATTERY)
Como o CPU um elemento vital de um autmato, existem modelos que
para garantirem uma grande fiabilidade de operao, dispem de duplo CPU; quando um deles falha, o outro entra imediatamente em servio, sem interromper o controlo do sistema.
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3.2.3 MEMRIA na memria que se encontra o programa a ser executado pelo autmato.
A memria tem como funo salvaguardar todas as instrues do programa, mesmo quando este no est a ser alimentado.
A memria caracteriza-se pela sua capacidade que pode ser expressa de
trs formas: ??Nmero de bits ou Kbts (1 Kbts = 1024 bits) ??Nmero de Bytes ou KB (1 Byte = 8 bits) ??Nmero de Words ou KW (1 Word = 16 bits)
Quanto sua tecnologia podem ser :
?? RAM (Random Access Memory) Estas memrias tm a vantagem de poderem ser escritas e alteradas facilmente. So as mais usadas quando se est na fase de desenvolvimento do programa ou quando o sistema a controlar sofre frequentes alteraes. Estas memrias perdem a informao quando a alimentao elctrica das mesmas falha; por isso, obrigam ao uso de uma pilha de recurso que assegura a sua alimentao no caso de uma falha de energia. ?? EPROM (Erasable Programable Read Only Memory) Esta memria no perde a informao nela gravada no caso de falhar a tenso. Tm como desvantagem o facto de ser muito morosa qualquer alterao, mesmo sendo de um s bit. Antes de ser programada por um equipamento prprio, tem de ser apagada por exposio aos raios ultravioletas. ?? EEPROM (Electricaly Erasable Programable Read Only Memory) Esta memria no perde informao por falta de tenso de alimentao e pode ser apagada e escrita pelo autmato. Tem vantagens sobre os modelos anteriores, mas os inconvenientes de ter um nmero limitado de ciclos de escrita e do seu custo ser mais elevado que o de uma RAM.
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?? FLASHRAM Esta memria de tecnologia muito recente, tem caractersticas semelhantes s EEPROM, permitindo tambm escrita e leitura no prprio circuito onde usada. Limitada tambm pelo nmero de ciclos de escrita, apresenta vantagens sobre a EEPROM (uma delas, a velocidade de escrita).
3.2.4 FONTE DE ALIMENTAO A fonte de alimentao tem por funo fornecer as tenses adequadas ao
funcionamento do CPU. Para esse efeito, geralmente ligada aos 220v da rede, mas tambm existem modelos que aceitam tenses contnuas standard (ex.:24VDC).
Para alm de fornecer tenses, a fonte de alimentao deve ter um bom
comportamento no que diz respeito filtragem de rudo e picos, muito frequentes nas instalaes industriais.
Encontramos com grande frequncia a equipar os autmatos, fontes de
alimentao comutadas. Estas fontes renem para alm das caractersticas atrs exigidas, as seguintes:
??Elevado rendimento ??Ocupam um pequeno volume ??Aceitam grandes variaes na entrada
No esquema abaixo apresenta-se o esquema simplificado de uma fonte
comutada (tambm conhecida como fonte switching).
Nos modelos alimentados a 220vac, por vezes, a fonte de alimentao tem
uma sada auxiliar a 24vdc para alimentar os circuitos de entrada.
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3.3 SELECO DE UM AUTMATO PROGRAMVEL (PLC) Quando se refere um autmato programvel, normal caracteriz-lo pelo nmero de Entradas+Sadas lgicas que este pode controlar.
No incio, quando a linguagem de programao dos autmatos s inclua
instrues booleanas, temporizadores e contadores, em funo do nmero de entradas+sadas, era usual catalog-los numa das trs gamas:
??Gama Baixa - E+S < 64 ??Gama Mdia - 64 < E+S < 256 ??Gama Alta - E+S > 256
Nesta diviso nunca devemos encarar os nmeros apontados, como
fronteiras absolutas, mas sim como valores de referncia; cada fabricante tem fronteiras e conceitos prprios para a definio dos seus autmatos.
2 FOTOCLULAS3 BOTONEIRAS PARA COMANDOS MANUAIS1 SELECTOR MANUAL /AUTOMTICO3 CONTACTORES A 220 AC1 INTERRUPTORES DE SELEO4 INDICADORES3 FINS DE CURSO2 TERMOESTTOS2 VARIADORES DE VELOCIDADE (4-20mA.)2 SENSORES PT1002 DETECTORES INDUCTIVOS4 VLVULAS.1 SINALIZAO DE ALARME1 EMERGNCIA
SOLUO
Um PLC com 16 E digitais12 S digitais2 E analgicas PT1002 S analgicas 4-20 mA.
C200HS
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Hoje no s o nmero de entradas+sadas que define a gama do autmato, mas tambm o tipo e nmero de instrues de programao disponveis, a velocidade de processamento, as facilidades de comunicao e outras caractersticas, que definem as potencialidades do PLC.
A ttulo de exemplo seguem-se algumas caractersticas do autmato CJ1
versus CQM1.
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Quanto sua apresentao, o autmato, pode ser:
?? Compacto - Integra no mesmo bloco todos os elementos necessrios sua operao ( entradas, sadas, CPU, memria e fonte de alimentao ). Possibilidade de expanso recorrendo a blocos similares sem CPU.
?? Modular - constitudo por uma srie de mdulos que ligam a
um bastidor (mdulo do CPU, cartas de entrada, cartas de sada, memria, fonte de alimentao, etc.). Tem a vantagem de ser mais verstil que os modelos compactos. Como desvantagem geralmente aponta-se o seu custo, que mais elevado, e o volume ocupado, que tambm maior quando comparado com idntico modelo compacto. A comunicao entre os diversos elementos, pode ser realizada atravs do BUS do bastidor onde os componentes vo sendo instalados (caso do CS1), ou atravs do BUS integrado nos prprios elementos (caso do CJ1).
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3.4 CONCEITO DE TEMPO DE CICLO E TEMPO DE RESPOSTA
3.4.1 TEMPO DE CICLO Designa-se por tempo de ciclo de um autmato, o conjunto de tarefas
realizadas pelo autmato de uma forma cclica Durante o controlo de um dado processo, um autmato realiza de forma
cclica os seguintes procedimentos:
3.4.2 TEMPO DE RESPOSTA Tempo necessrio para a execuo das diversas operaes de controlo. Em particular, o tempo de resposta de um sistema (activao de um sinal
de sada em relao a uma entrada) fundamentalmente determinado por:
?? tempo de scan da cpu ?? tempo de on / off dos pontos de e / s
PROCESSOS COMUNS
GESTO DE PERIFRICOS
EXECUO DO PROGRAMA
REFRESCAMENTO DE E/S
- Programao WATCH DOG- Verificar memria de programa- Verificar BUS E/S
- Gesto de comunicao com : Consola de programaoInterface de comunicao
- Scan sequencial das instruces do programa
- Leitura do estado das E/S- Actualizao do estado das sadas
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44 AAUUTTMMAATTOOSS -- SSOOFFTTWWAARREE
OBJECTIVOS ??CONHECER CLARAMENTE AS DIFERENTES
REAS DE MEMRIA DE UM AUTMATO PROGRAMVEL, E SUAS CARACTERSTICAS
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4.1 PRINCPIOS GERAIS No captulo anterior foi analisado o HARDWARE bsico de um autmato;
neste captulo vamos analisar o SOFTWARE, ou seja, o conjunto de instrues e procedimentos que nos vo permitir implementar a lgica de controlo do automatismo.
Ao programarmos um autmato, estamos a definir a forma como as sadas
deste so actuadas, em funo de dados presentes nas entradas. Vamos ento ver como podemos ter acesso s informaes presentes nas entradas e como poderemos enderear uma determinada sada.
4.1.1 CONCEITO DE WORD Internamente e implementados pelo CPU existem bits, que no so mais do
que posies de memria nas quais possvel reter uma informao lgica; ligado/desligado, verdadeiro/falso, ON/OFF ou 1/0.
Estes elementos (aos quais tambm chamam rels por analogia com os circuitos electromagnticos) esto normalmente associados em grupos de 16.
Ao conjunto de 16 bits chama-se WORD (por vezes tambm se designa por
CANAL).
Dentro de cada Word os bits esto numerados de 00 a 15 ou de 0 a F
(0,1,..,9,A,B,..,F) conforme a notao usada pelo fabricante. As words esto numeradas a partir de 00.
N BIT (PESO)
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0msb lsb
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4.1.2 ENDEREAMENTO Nos autmatos OMRON os bits so endereados pelo nmero da word em
que se encontram e pela posio que ocupam nessa word. H tambm autmatos onde o endereamento contnuo, ou seja, comea em zero e segue a numerao decimal, independentemente de serem bits de entrada, sada ou internos.
Exemplo - Se pretender enderear o 7 bit da 2 word, ento o seu endereo ser: 001.06 - Se pretender enderear o 1 bit da 1 word, ento o seu endereo ser: 000.00 - Se pretender enderear o 13 bit da 4 word, ento o seu endereo ser: 003.12
XXX . YY
NMERO DO CANAL (REGISTO)
NMERO DO BIT (REL), ( ENTRE 00 E 15 )
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4.1.3 MODOS DE PROGRAMAO O programa que vai definir o automatismo, constitudo por numa srie de
instrues e funes onde so operados os rels(bits) atrs mencionados. Estas instrues e funes sero introduzidas na memria do autmato atravs de um perifrico destinado a esse fim, e que poder ser uma consola de programao ou software especfico para PC.
Os autmatos tm basicamente dois modos de operao: RUN e
PROGRAM.
Estes modos so normalmente seleccionados atravs de um comutador
que se pode encontrar no frontal do autmato, na consola de programao ou atravs do software de programao.
Antes de introduzir um programa atravs da consola, deve converter-se o
esquema de contactos numa lista de instrues entendidas pelo autmato, ou utilizando o computador com Softwares adequados que permitem a programao directa em esquema de contactos.
O programa introduzido nos endereos de memria do programa. Cada
endereo contm uma instruo, os seus parmetros de definio e todos os parmetros requeridos por essa instruo. Os endereos de memria do programa (linhas do programa) comeam em 0 e esto limitados pela capacidade da memria de programa.
Cada fabricante de autmatos tem formas diferentes de levar a cabo a
programao de um PLC e por isso as suas especificidade. As reas de rels tm designaes diversas, as instrues e funes tm
mnemnicas e cdigos diferentes, e a sequncia de teclas na consola para levar a cabo a programao, difere de marca para marca. No entanto, conhecendo um modelo, facilmente nos integramos noutro pela simples consulta do respectivo manual, j que a lgica de programao dos sistemas existentes no mercado no difere no essencial.
O modo RUN o modo normal de funcionamento do autmato. Neste modo o CPU executa o programa contido na memria.
Para se introduzir o programa, preciso que o autmato se encontre no modo PROGRAM. Neste modo, o autmato no executa o programa.
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4.1.4 CARACTERSTICAS TCNICAS (CPM1A) Para podermos abordar com objectividade a programao de um autmato,
vamos utilizar como base o autmato SYSMAC CPM1A da OMRON.
FICHA TCNICA Modelo CPM1-20CDR-A Autmato compacto Entradas 12 digitais( 24 Vdc) Sadas 8 por rel ( 2A/24Vdc-220Vac) Alimentao 220 Vac Consumo 60 W max Expansibilidade at 90 entradas/sadas. Memria de programa FLASHRAM - 4kB Conjunto de instrues 135
Rels internos Sem reteno 68 x 16 Com reteno 20 x 16 Words de dados 1024 com reteno Temporizadores e Contadores 127 Velocidade de processamento 0,72 a 16,2 ?S / instruo Interface srie RS-232C em opo (CPM1-CIF01) Uma entrada de contagem rpida (2KHz bidireccional). Duas entradas de interrupt Dois registos analgicos Dimenses 180 x 90 x 85 mm Peso 800 gr.
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4.1.5 REAS DE MEMRIA Tendo como base o autmato programvel CPM1, cujas caractersticas
foram mencionadas no ponto anterior, temos as seguintes reas de memria:
rea Smbolo Gama Rels Internos IR Words:000 a 019 e 200 a 231
Bits :00.00 a 019.15 e 200.00 a 231.15 Rels Especiais SR Words:232 a 255
Bits :232.00 a 255.15 Rels Auxiliares AR Words:AR00 a AR15
Bits :AR00.00 a AR15.15 Rels com Reteno HR Words:HR00 a HR19
Bits :HR00.00 a HR19.15 Temporizadores e Contadores TC TC000 a TC127 Rels de Comunicao LR Words:LR00 a LR15
Bits :LR00.00 a LR15.15 Rels Temporrios TR TR00 a TR07 (S Bits) Memria de Dados DM Leitura/Escr.:DM0000 a DM1023
S leitura :DM6144 a DM6655 Memria de Programa UM 4 Kbytes
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RELS TEMPORRIOS - SO USADOS PARA GUARDAR DE FORMA TEMPORRIA ESTADOS DE CONDIES DE EXECUO. ESTES BITS S PODEM SER USADOS NAS INSTRUES LD E OUT.
OS RELS DE I/O (INPUT/OUTPUT) SO BITS QUE PODEM ESTAR ASSOCIADOS ELECTRICAMENTE A ENTRADAS OU SADAS DO AUTMATO. NORMALMENTE SO EM NMERO SUPERIOR AO NMERO MXIMO DE ENTRADAS+SADAS POSSVEIS. OS BITS QUE ESTO ASSOCIADOS A ENTRADAS, TM O SEU ESTADO LGICO DEFINIDO PELO ESTADO DA ENTRADA. OS BITS ASSOCIADOS A SADAS REFLECTEM NESTAS O SEU ESTADO. ESTA REA DE RELS RETM A INFORMAO ENQUANTO O AUTMATO SE ENCONTRA ALIMENTADO. A PARTIR DO MOMENTO EM QUE H UMA FALHA NA ALIMENTAO DO AUTMATO, TODOS OS RELS DESTA REA TOMAM O ESTADO OFF, MANTENDO ESSE ESTADO QUANDO REGRESSA A ALIMENTAO (OS RELS AFECTADOS PELAS ENTRADAS TOMAM O VALOR PRESENTE NAS MESMAS). NORMALMENTE NUM MESMO CANAL (WORD) DISPOMOS OU S DE ENTRADAS OU S DE SADAS. A ASSIGNAO DAS ENTRADAS/SADAS AOS CANAIS RESPECTIVOS, DEPENDE DE FABRICANTE PARA FABRICANTE E DE MODELO PARA MODELO DE AUTMATO. NO CASO DO CPM1-20 AS ENTRADAS OCUPAM 12 BITS DO CANAL 0. AS SADAS OCUPAM 8 BITS DO CANAL 10.
OS RELS DE RETENO, CONTRARIAMENTE AOS ANTERIORES, RETM O SEU ESTADO MESMO QUANDO H FALHA DE ALIMENTAO DO AUTMATO. ESTES RELS NO ESTO ASSOCIADOS A ENTRADAS/SADAS E SO USADOS PARA GUARDAR DADOS.
NOS RELS ESPECIAIS NO POSSVEL ALTERAR DIRECTAMENTE O SEU ESTADO. ESTE PODEDEPENDER DE FUNES QUE SO EXECUTADAS POR PROGRAMA OU PODE SER DETERMINADO PELO CPU. SO USADOS PARA MONITORIZAR OPERAES DO PLC, ACEDER A IMPULSOS DE CLOCK E SINALIZAR ERROS.
RELS DE COMUNICAO A SUA PRINCIPAL FUNO EST ASSOCIADA AO ESTABELECIMENTO DE COMUNICAES PARA TROCA DE DADOS AUTOMTICA COM OUTROS AUTMATOS. NA AUSNCIA DESTA FUNO, PODEM SER USADOS COMO RELS DE TRABALHO.
RELS AUXILIARES - CONTM BITS E FLAGS PARA FUNES ESPECIAIS. RETM O SEU ESTADO DURANTE A AUSNCIA DE ALIMENTAO.
RELS DE TEMPORIZADORES E CONTADORES - SO COMO OPERANDOS DAS INSTRUES LD(NOT), AND(NOT) E OR(NOT) INFORMAM O ESTADO DOS CONTADORES E TEMPORIZADORES COM O MESMO ENDEREO.
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49 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
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4.1.6 RELS ESPECIAIS A rea de rels especiais uma continuao da rea de rels internos e
ocupa os endereos 232.00 at ao 255.15. Seguidamente enumeram-se alguns dos rels especiais mais relevantes. 253.13 - Rel sempre a ON. 253.14 - Rel sempre a OFF 253.15 - Rel de 1 scan. Este rel encontra-se a ON durante a execuo
do primeiro scan, passando em seguida a OFF. 254.00 - Clock com perodo de 1 minuto. Este rel est continuamente a
oscilar (ON-OFF) sendo o perodo da oscilao de 1 minuto e o duty-cycle de 50%( o tempo a ON igual ao tempo em OFF).
254.01 - Clock com perodo de 0,02 segundos. 255.00 - Clock com perodo de 0,1 segundos. 255.01 - Clock com perodo de 0,2 segundos. 255.02 - Clock com perodo de 1 segundo. 255.03 - Flag de Erro (ER) na execuo de uma instruo. 255.04 - Flag de Carry (CY). 255.05 - Flag de "maior que". Este rel altera seu estado sempre que
executada uma funo de comparao. 255.06 - Flag de "igual a". Este rel altera seu estado sempre que
executada uma funo de comparao. 255.07 - Flag de "menor que". Este rel altera seu estado sempre que
executada uma funo de comparao.
MEMRIA DE DADOS - SO USADOS PARA MEMORIZAO E MANIPULAO DE DADOS. RETMOS DADOS DURANTE A AUSNCIA DE ALIMENTAO.
MEMRIA DE PROGRAMA - USADA PARA GUARDAR O CONJUNTO DE INSTRUES QUE CONSTITUI O PROGRAMA DO AUTMATO. O NMERO MXIMO DE INSTRUES QUE PODE SER INTRODUZIDO NESTA MEMRIA, DEPENDE DO TIPO DE INSTRUES USADAS.
CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
55 IINNIICCIIAAOO PPRROOGGRRAAMMAAOO DDEE AAUUTTMMAATTOOSS
OBJECTIVOS ??PRIMEIRO CONTACTO COM INSTRUES
ELEMENTARES DE TRATAMENTO LGICO ??IDENTIFICAO DE DIFERENTES BLOCOS
LGICOS, NUM PROGRAMA
II NNII CC
II AA
OO
PP RROO GG
RR AAMM
AA OO
DDEE A
A UUTT
MMAA TT
OO SS
51 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
5.1 INSTRUES DE TRATAMENTO LGICO Num esquema de contactos, temos a possibilidade de colocar rels em
srie, em paralelo, operar com rels negados e/ou vrias combinaes entre estas hipteses.
2.1.1 INSTRUES BSICAS (LD, OUT, END ) Vamos comear por analisar a programao de um circuito puramente
acadmico, mas que nos vai servir como primeira abordagem programao. Exemplo Imaginemos um circuito controlado por um autmato cuja lgica pretendida a seguinte: - O estado da sada 10.00 dado pelo estado da entrada 0.00. Em linguagem de contactos, teramos a seguinte linha lgica:
A codificao em linguagem mnemnica do esquema anterior, ser:
O que seria em linguagem corrente, qualquer coisa como: .Pega no estado do bit 000.00 .Coloca no bit 010.00 .Fim
II NNII CC
II AA
OO
PP RROO GG
RR AAMM
AA OO
DDEE A
A UUTT
MMAA TT
OO SS
52 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
Para a programao deste simples exemplo, utilizaram-se 3 instrues:
2.1.2 INSTRUES (AND, OR, NOT) Para implementar circuitos lgicos, dispomos ainda das seguintes
instrues:
LD - USADA PARA INICIAR UMA LINHA LGICA OU BLOCO COM O STATUS DO BIT ESPECIFICADO.
OUT - TRANSFERE O RESULTADO DAS CONDIES LGICAS QUE ANTECEDEM ESTA INSTRUO PARA O BIT ESPECIFICADO.
END(01) - INDICA O FIM DO PROGRAMA. IMPRESCINDVEL O SEU USO.
AND - REALIZA UM E LGICO COM O BIT ESPECIFICADO OR - REALIZA UM OU LGICO COM O BIT ESPECIFICADO NOT - NEGA O ESTADO DO BIT AO QUAL EST ASSOCIADO AND LOAD - REALIZA UM E LGICO ENTRE DOIS BLOCOS LGICOS. OR LOAD - REALIZA UM OU LGICO ENTRE DOIS BLOCOS LGICOS
II NNII CC
II AA
OO
PP RROO GG
RR AAMM
AA OO
DDEE A
A UUTT
MMAA TT
OO SS
53 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
?? INSTRUO AND Exemplo Pretende-se implementar um circuito lgico que activa a sada 10.00 do autmato, s se as entradas 0.00 e 0.01 e 0.02 estiverem activas (ON). O esquema de contactos correspondente ser:
Em linguagem mnemnica teramos:
O autmato ao interpretar cada linha do programa, vai executar as funes de uma forma sequencial e vai guardando de imediato o resultado lgico resultante da execuo.
II NNII CC
II AA
OO
PP RROO GG
RR AAMM
AA OO
DDEE A
A UUTT
MMAA TT
OO SS
54 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
Exemplificando com o programa anterior e admitindo que os bits tomavam o seguinte estado, 000.00 - ON 000.01 - OFF 000.02 - ON teramos:
LD 000.00 0.00 EST A ON. GUARDA O VALOR ON NA MEMRIA.
AND 000.01
EXECUTA A FUNO AND DO ESTADO DE 0.01 COM O ESTADO EM MEMRIA; NESTE CASO, OFF E(AND) ON RESULTA OFF. GUARDA O VALOR OFF NA MEMRIA.
AND 000.02
EXECUTA A FUNO AND DO ESTADO DE 0.02 COM O ESTADO EM MEMRIA; NESTE CASO, ON E(AND) OFF RESULTA OFF. GUARDA O VALOR OFF NA MEMRIA.
OUT 010.02 ACTUALIZA O ESTADO LGICO DO BIT 10.00 COM O ESTADO LGICO CONTIDO NA MEMRIA (NESTE CASO OFF).
?? INSTRUO NOT Exemplo
Pegando no exemplo anterior, pretende-se que a sada 10.00 fique activa se as entradas 0.00 e 0.02 estiverem a OFF e a entrada 0.01 estiver a ON (considera-se que uma entrada est a ON quando o led que a sinaliza, se encontra ligado). A representao em linguagem de contactos, ser:
II NNII CC
II AA
OO
PP RROO GG
RR AAMM
AA OO
DDEE A
A UUTT
MMAA TT
OO SS
55 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
Em linguagem mnemnica seria:
A funo NOT pode ser usada conjuntamente com as funes LD, AND,
OR e OUT. ?? INSTRUO OR Exemplo Pretende-se implementar um circuito lgico que active a sada 10.03 quando a entrada 0.01 estiver a OFF ou quando as entradas 0.02 ou 0.03 estiverem a ON. O esquema de contactos correspondente ao especificado ser:
A codificao em linguagem mnemnica ser:
II NNII CC
II AA
OO
PP RROO GG
RR AAMM
AA OO
DDEE A
A UUTT
MMAA TT
OO SS
56 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
2.1.3 INSTRUES (AND LOAD, OR LOAD) ?? AND LOAD A instruo AND LOAD permite colocar em srie dois blocos lgicos, ou
seja, permite realizar um E lgico entre dois blocos. Esta funo, bem como as que se seguem neste capitulo, so
particularmente importante quando a programao est a ser feita via consola de programao (Lista de instrues). Quando em programao com Software/PC, a passagem de Linguagem de Contactos a Lista de Instrues feita de modo transparente para o utilizador.
De qualquer das formas, ser aqui abordada a sua implementao. Exemplo Como exemplo vamos implementar um circuito, capaz de activar a sada 10.00 sempre que a entrada 0.00 ou 0.01 estiverem a ON e as entradas 002 ou 003 estiverem tambm a ON. O esquema de contactos ser:
A programao deste esquema de contactos implica que faamos um tratamento diferente do circuito. Assim vamos dividir o circuito em dois blocos A e B.
II NNII CC
II AA
OO
PP RROO GG
RR AAMM
AA OO
DDEE A
A UUTT
MMAA TT
OO SS
57 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
A linguagem mnemnica correspondente ser:
Tudo se passa como se estivssemos a programar dois blocos lgicos
independentes, e os ligssemos no fim em srie (com a instruo AND LD). Para mais fcil compreenso, vamos fazer a analogia da programao
deste circuito com o clculo de resistncias equivalentes. Vamos supor que cada bit do esquema acima uma resistncia elctrica.
Para calcularmos a resistncia equivalente do circuito, teramos de calcular
primeiro o paralelo da resistncia 0.00 com a resistncia 0.01, seguidamente calcular o paralelo da resistncia 0.02 com a resistncia 0.03 e ento finalmente calcular a srie das resistncias equivalentes anteriormente calculadas.
?? OR LOAD A instruo OR LOAD permite colocar em paralelo dois blocos lgicos, ou
seja, permite realizar um OU lgico entre dois blocos. Exemplo Pretende-se implementar um circuito lgico capaz de activar a sada 10.00 sempre que as entradas 0.00 e 0.01 ou as entradas 0.02 e 0.03 estiverem simultaneamente a ON. O esquema de contactos ser:
II NNII CC
II AA
OO
PP RROO GG
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AA OO
DDEE A
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MMAA TT
OO SS
58 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
A programao deste esquema de contactos implica, tal como no caso anterior, um tratamento diferente do circuito. Vamos dividir o circuito em dois blocos A e B.
A linguagem mnemnica correspondente ser:
Tudo se passa como se estivssemos a programar dois blocos lgicos
independentes, e os ligssemos no fim em paralelo (com a instruo OR LD). ?? PROGRAMAS COM JUNO DE BLOCOS AND LOAD E OR LOAD Por vezes, h necessidade de criar vrios blocos lgicos para se poder
traduzir correctamente em linguagem mnemnica o esquema em causa. NOTA: Uma instruo AND LD ou OR LD junta s dois blocos lgicos.
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II AA
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RR AAMM
AA OO
DDEE A
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OO SS
59 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
Exemplo No exemplo seguinte, pretende-se a linguagem mnemnica correspondente ao esquema de contactos.
Tal como no exemplo anterior, vai ser necessrio criar vrios blocos lgicos que iro depois ser associados usando instrues AND LOAD e OR LOAD. Para facilitar a codificao, na figura seguinte assinalam-se os diversos blocos em que se deve subdividir o esquema.
II NNII CC
II AA
OO
PP RROO GG
RR AAMM
AA OO
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60 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
A linguagem mnemnica correspondente ser:
Sempre que definimos um bloco lgico, necessrio come-lo com uma
instruo LOAD. No incio do captulo indicou-se que o autmato guardava os resultados de
cada operao lgica, resultantes da execuo do programa, numa memria; na verdade esta memria no nica, mas faz parte de um ficheiro LIFO (last in, first out) ou seja um ficheiro onde o ltimo valor a ser guardado, o primeiro a sair (Tal como um monte de fichas, a primeira ficha a ser colocada no monte, a ltima ser retirada).
Sempre que se inicia um bloco lgico,
adicionada uma ficha ao ficheiro, que guarda os valores lgicos decorrentes da execuo do programa do bloco em causa. Sempre que o autmato encontra uma instruo AND LD ou OR LD, usa as duas ltimas fichas colocadas no ficheiro e executa a operao lgica AND ou OR usando o valor lgico contido nessas fichas.
Neste autmato, o nmero mximo de fichas (de posies de memria) oito.
II NNII CC
II AA
OO
PP RROO GG
RR AAMM
AA OO
DDEE A
A UUTT
MMAA TT
OO SS
61 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
Tal como na traduo de um texto, a converso de linguagem de contactos
para mnemnica, dever ser to fiel quanto possvel. Se a codificao for bem feita, ento a partir do cdigo possvel refazer o esquema de contactos. Para tal, a leitura do esquema de contactos dever fazer-se de cima para baixo e da esquerda para a direita.
Para melhor se entender o desempenho do ficheiro LIFO (anteriormente
descrito) e a sua relao com as instrues AND LOAD e OR LOAD, mostra-se na figura seguinte a evoluo dos valores lgicos correspondentes ao exemplo 2.
O exemplo exposto apresenta-se um pouco confuso no que respeita sua
codificao em linguagem mnemnica. No entanto, respeitando o esquema tal e qual ele se apresenta, a soluo indicada a nica correcta. Quando no necessrio respeitar o desenho do esquema de contactos, podemos introduzir pequenas alteraes, de forma a simplificar a sua programao. O esquema de contactos que se segue um bom exemplo disso; com algumas alteraes no esquema, e sem alterar a lgica, possvel reduzir o trabalho e o nmero de instrues para a programao do esquema inicialmente proposto neste exemplo.
II NNII CC
II AA
OO
PP RROO GG
RR AAMM
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A UUTT
MMAA TT
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62 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
2.1.4 USO DE TRS Conforme j foi anteriormente referido, existem neste autmato 8 rels
temporrios (TR). Estes no devem ser usados como rels internos, sendo o seu uso s destinado converso de um esquema de contactos para linguagem mnemnica.
O TR (rel temporrio) serve para guardar temporariamente o estado lgico de um ponto do circuito onde este se ramifica. Esse valor lgico ser posteriormente lido para programar o restante circuito, reduzindo assim o nmero de instrues.
Exemplo
A linguagem mnemnica correspondente ser:
Em cada malha podem usar-se at oito rels temporrios (do TR0 ao TR7)
e no necessrio seguir qualquer ordem sequencial no seu uso. NOTA: No mesmo programa, podem usar-se os mesmos tr's quantas vezes
for necessrio.
TR0 TR1
II NNII CC
II AA
OO
PP RROO GG
RR AAMM
AA OO
DDEE A
A UUTT
MMAA TT
OO SS
63 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
EXERCCIO PRTICO (blocos lgicos)
Objectivo Identificao de blocos lgicos num programa No programa que se segue em linguagem de contactos, existem claramente vrios blocos lgicos. NOTA: Uma instruo AND LD ou OR LD junta s dois blocos lgicos.
a) Identificar os blocos em causa b) Elaborar a respectiva programao em lista de instrues
II NNII CC
II AA
OO
PP RROO GG
RR AAMM
AA OO
DDEE A
A UUTT
MMAA TT
OO SS
64 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
EXERCCIO (PROJECTO - FASE 1)
Objectivo Primeiro contacto com programao em linguagem de contactos. Pretende-se numa primeira fase inicial do nosso projecto, desenhar uma automatismo para controlar um sistema de maquinagem na sua forma mais simples. O funcionamento de acordo com o seguinte programa de trabalho: 1. Ao accionar a botoneira de arranque do sistema ON (Botoneira de
presso, NO), a mquina deve iniciar o movimento de rotao MT1. 2. Quando actuar em OFF (Botoneira de presso, NC), a mquina deve-
r parar. Ligaes fsicas do PLC, e esboo do processo em questo:
NOTA: Normalmente, por questes de segurana, os circuitos de comando de desactivao de equipamentos, usam botoneiras com contacto normalmente fechado. Se por qualquer razo houver uma ruptura nas ligaes dos comandos, isso implica a interrupo do circuito e consequentemente a imediata paragem dos equipamentos. Por essa razo, vamos usar no exemplo uma botoneira de paragem normalmente fechada.
a) Identificao das entradas e sadas em questo, e atribuio dos
respectivos endereos. b) Utilizando instrues bsicas, esboce em linguagem de contactos,
o programa em questo
CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
66 CCOONNSSOOLLAA DDEE PPRROOGGRRAAMMAAOO
OBJECTIVOS ??OBTER NOES BSICAS SOBRE O
MANUSEAMENTO DA CONSOLA DE PROGRAMAO
CC OONN SS
OO LLAA
DD EE PP
RR OOGG RR
AA MMAA
OO
66 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
6.1 INTRODUO A consola de programao cada vez mais uma ferramenta do passado,
utilizada apenas em intervenes pouco complexas, no local da mquina. Assim sendo vai ser dada pouca importncia, manipulao da mesma,
passando apenas pelos pontos essenciais.
6.1.1 CONSOLA DE PROGRAMAO O autmato programvel no
necessita desta unidade para o seu funcionamento. No entanto, a consola de programao constitui o equipamento mais acessvel para introduzir ou alterar o programa que vai definir o funcionamento do automatismo e ainda monitorizar e alterar o estado das variveis. Normalmente a consola s necessria para a programao e colocao em servio do autmato.
Esta unidade basicamente constituda por um teclado e um visor
(display). Conforme a sua natureza, poder permitir a programao em linguagem
mnemnica (conjunto de abreviaturas e smbolos que constituem as instrues do programa), linguagem de contactos, logigrama, etc..
H consolas mais sofisticadas que permitem guardar e ler programas
gravados em suportes magnticos, programar memrias EPROM, e dispor ainda de uma srie de facilidades para o desenvolvimento de programas, tais como: monitorizao em tempo real das condies lgicas de determinado bloco de instrues, atribuir nomes s variveis, produzir listagens em impressora dos programas, etc.
Os autmatos podem ser tambm programados por computadores
pessoais. Devido ao seu custo cada vez mais baixo, versatilidade e portabilidade, comeam a ser cada vez mais usados na programao dos PLCs.
CC OONN SS
OO LLAA
DD EE PP
RR OOGG RR
AA MMAA
OO
67 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
6.2 FUNCIONALIDADES ?? TECLAS NUMRICAS So as teclas brancas numeradas de
0 a 9. Estas teclas so usadas para
introduzir valores numricos ou alfanumricos (recorrendo tecla SHIFT). Tambm so usadas associadas tecla FUN para programar instrues especiais.
?? TECLA CLR Esta tecla usada para limpar o
display. Usa-se tambm quando necessrio limpar do visor a mensagem "PASSWORD". Para isso, deve digitar-se a sequncia CLR + MONTR.
?? TECLAS DE OPERAO Estas teclas amarelas so usadas na
edio do programa. Deste grupo destacam-se trs pela sua frequncia de uso.
As teclas com as setas permitem incrementar ou
decrementar o endereo da memria do programa de forma a visualizar as vrias instrues em memria.
A tecla WRITE permite validar as instrues de
programa escritas na consola. frente ser explicada a funo das restantes teclas.
CC OONN SS
OO LLAA
DD EE PP
RR OOGG RR
AA MMAA
OO
68 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
?? TECLAS DE INSTRUES Exceptuando a tecla SHIFT, as
restantes teclas cinzentas servem para introduzir as instrues do programa.
A tecla SHIFT permite aceder s funes superiores das teclas com dupla funo.
Cada uma das restantes teclas cinzentas tem assignada uma funo
indicada com uma abreviatura, que em seguida se explica. FUN Permite seleccionar uma funo especial. SFT Instruo SHIFT REGISTER (tambm pode ser programada
com FUN+10). NOT Permite negar o estado de um rel (bit). AND Instruo AND ("E" lgico). OR Instruo OR ("OU" lgico). CNT Instruo CONTADOR. LD Instruo LD usada para iniciar uma condio ou bloco lgico. OUT Instruo de OUTPUT. Permite transferir um valor lgico para
um rel. TIM instruo TEMPORIZADOR. TR Especifica um rel temporrio. LR Especifica um rel ou canal de LINK. HR Especifica um rel ou canal com reteno de memria. DM Especifica um canal DATA MEMORY. CH Especifica um canal (IR, SR, HR, AR ou LR). CONT Especifica um contacto de um rel (IR, SR, HR, AR ou LR). # Especifica uma constante numrica * Especifica um endereamento indirecto, quando usado com
DM's.
CC OONN SS
OO LLAA
DD EE PP
RR OOGG RR
AA MMAA
OO
69 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
?? SELECTOR DE MODO A consola de programao est equipada com um
comutador para controlar o modo do autmato. O modo seleccionado determina a operao do autmato, assim como as funes possveis com a consola de programao.
O modo RUN o modo usado para a normal execuo do programa. Neste
modo possvel a monitorizao de dados, mas a sua alterao no permitida. No modo MONITOR o programa executado tal como acontece no modo
RUN, mas permite a monitorizao das instrues do programa "on-line", assim como monitorizar e alterar dados. Este modo normalmente usado na fase de teste e afinao de um programa.
No modo PROGRAM o programa no executado. Este modo destinado
alterao ou limpeza de reas de memria, assim como programao, alterao ou limpeza da memria de programa.
CC OONN SS
OO LLAA
DD EE PP
RR OOGG RR
AA MMAA
OO
70 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
6.3 OPERAO DA CONSOLA DE PROGRAMAO
6.3.1 INTRODUO DA PASSWORD Para aceder s funes da consola, necessrio introduzir uma password.
Esta password igual em todos os modelos e no pode ser alterada. A sua funo no permitir que "curiosos" possam alterar o contedo do programa ou o funcionamento do autmato (pressupe-se que quem conhece a password tem tambm outros conhecimentos sobre o funcionamento deste equipamento).
Sempre que aparece no ecr a mensagem "PASSWORD" deve digitar-se a
seguinte sequncia de teclas:
6.3.2 LIMPEZA DA MEMRIA Para se inicializar a memria do autmato, deve executar-se a seguinte
sequncia de teclas:
Aps a execuo desta sequncia, foram limpas do seu contedo a rea de
memria e todas as reas de rels com reteno.
CC OONN SS
OO LLAA
DD EE PP
RR OOGG RR
AA MMAA
OO
71 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
6.3.3 LIMPEZA DE MENSAGENS DE ERRO Quaisquer mensagens de erro que se encontrem em memria, devem ser
apagadas (Presume-se que as causas que originaram o aparecimento destas mensagens, foram eliminadas).
Para visualizar uma mensagem deve digitar-se a seguinte sequncia:
Para anular a presente mensagem e visualizar a seguinte (se houver) deve
premir-se novamente a tecla MONTR.
6.4 OPERAES DE EDIO
6.4.1 INTRODUO DE INSTRUES Uma vez o programa convertido em mnemnicas, pode iniciar-se a sua
introduo na memria do autmato. As instrues do programa s podem ser introduzidas com o autmato em modo PROGRAM.
A primeira instruo de um programa (LD) deve ser programada no
endereo 00000 (este endereo aparece no canto superior esquerdo do ecr); as outras instrues ocuparo os endereos sucessivos.
Tal como j foi dito, aps ter-se digitado uma linha do programa, deve
validar-se esta, premindo a tecla WRITE; o endereo do programa incrementado automaticamente, possibilitando a introduo de uma nova linha de instruo.
CC OONN SS
OO LLAA
DD EE PP
RR OOGG RR
AA MMAA
OO
72 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
6.4.2 INSERO DE INSTRUES Pode acontecer um esquecimento ou querer acrescentar a um programa j
introduzido, uma nova instruo. Para o fazer, deve posicionar-se no visor da consola de programao a linha de instruo que vai preceder a nova instruo; para o efeito use as teclas com as setas. Em seguida deve fazer-se a seguinte sequncia de teclas:
O ecr apresenta agora a mesma instruo, mas com o endereo
incrementado; aps a sequncia anterior, o autmato duplicou a linha de instruo que estava a ser visualizada. Deve agora escrever-se a nova instruo, premindo WRITE no final.
6.4.3 ELIMINAO DE INSTRUES Para retirar uma linha de instruo ao programa j introduzido, deve
posicionar no visor da consola de programao a linha que pretende eliminar. Em seguida deve executar a seguinte sequncia de teclas:
CC OONN SS
OO LLAA
DD EE PP
RR OOGG RR
AA MMAA
OO
73 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
6.4.4 BUSCA DE INSTRUES possvel procurar ou saber o nmero de ocorrncias de determinada
instruo ou rel, sem ter de percorrer todo o programa (recorrendo s teclas com setas). Para tal, basta executar a sequncia de teclas abaixo descrita, tendo ateno de que esta deve ser iniciada estando o visor limpo (s aparece no canto superior esquerdo o endereo 00000).
Quando se faz SRCH, automaticamente procurada no programa a
instruo ou rel. Se existir, ento aparece no visor a linha do programa que contm a primeira ocorrncia. Para procurar novas ocorrncias, bastar premir a tecla SRCH. Quando no houver mais ocorrncias da instruo ou rel em causa, ento aparecer a ltima linha do programa, que dever ser END(01).
CC OONN SS
OO LLAA
DD EE PP
RR OOGG RR
AA MMAA
OO
74 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
6.5 MONITORIZAO
6.5.1 ESTADO DE UM REL possvel monitorizar e alterar o estado de um rel. Para tal necessrio
executar a seguinte sequncia de teclas, aps ter limpo o ecr premindo a tecla CLR.
Depois de executada esta sequncia, no ecr aparece o estado do rel em
causa (ON ou OFF), tal como no exemplo que se segue. Visualiza-se aqui o estado do rel 200.00 que em princpio estar a OFF.
Sempre que se pretender, pode alterar-se o estado de um rel usando a
consola de programao. Para tal basta aps monitorizar o seu estado, premir as teclas SET ou RESET, conforme se queira colocar a ON ou a OFF respectivamente. H que ter em ateno o facto de a consola no ter predominncia sobre o programa ou entradas fsicas; se forar a ON um rel associado a uma entrada que est no momento a OFF, este continuar a OFF. H no entanto forma de forar o estado de um rel nas condies do exemplo anterior. Para tal bastar anteceder o comando SET ou RESET com a tecla SHIFT.
CC OONN SS
OO LLAA
DD EE PP
RR OOGG RR
AA MMAA
OO
75 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
6.5.2 CONTEDO DE UMA WORD (CANAL) possvel monitorizar e alterar o contedo de uma word. Para tal necessrio executar a seguinte sequncia de teclas, aps ter
limpo o ecr premindo a tecla CLR.
Depois de executada esta sequncia, no ecr aparece o contedo do canal
em causa, tal como no exemplo que se segue. Visualiza-se neste caso o canal LR01, cujo contedo no exemplo 1234.
Pode alterar-se o contedo do canal premindo a tecla CHG e digitando o
novo valor seguido de WRITE. Aproveitando o exemplo,
Digitando 7654 seguido de WRITE, alteraria o contedo do canal LR01 para
o valor digitado.
CC OONN SS
OO LLAA
DD EE PP
RR OOGG RR
AA MMAA
OO
76 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
Exemplo Pretende-se com este exemplo, demonstrar os procedimentos necessrios para a introduo do programa que se segue num autmato programvel, utilizando a consola de programao. O esquema de contactos correspondente :
Em linguagem mnemnica teramos:
Para programarmos este simples programa, deveremos proceder seguinte sequncia: - Instalar a consola de programao no autmato - Ligar a alimentao - Colocar o comutador existente na consola no modo PROGRAM - Digitar a seguinte sequncia de PASSWORD: Limpar a rea de memria de programa do autmato usando a seguinte sequncia:
CC OONN SS
OO LLAA
DD EE PP
RR OOGG RR
AA MMAA
OO
77 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
- Digitar cada linha da lista de instrues do programa. No esquecer de validar premindo a tecla WRITE.
- A ltima linha do programa dever ser : END(01)
- Usando as teclas com as setas, percorra as linhas do programa, confirmando as instrues introduzidas. - Se tudo est conforme, passe o comutador de estado do autmato para o modo RUN. - No havendo anomalias, o sinalizador de RUN no frontal do autmato deve acender. Nesta fase, o trabalho de programao est concludo, restando somente testar o correcto desempenho do programa implementado no autmato. Para o efeito, introduza um sinal de 24Vdc na entrada 0.00. O led sinalizador da entrada dever acender-se e com ele tambm deve acender o led referente sada 10.00.
CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
77 SSOOFFTTWWAARREE PPAARRAA PPRROOGGRRAAMMAAOO DDEE PPLLCCSS
OBJECTIVOS ??INTRODUO AO SOFTWARE DE
PROGRAMAO (CX- PROGRAMMER)
SS OOFF TT
WWAA RR
EE PP AA
RR AA PP
RR OOGG RR
AA MMAA
OO DD
EE PP LL
CC SS
79 CURSO DE AUTMATOS PROGRAMVEIS
OMRON
7.1 UTILIZANDO SOFTWARE DE PROGRAMAO PARA PC
7.1.1 CARACTERSTICAS FUNDAMENTAIS ??Comunicaes utilizando o CX-Server. ??Suporte de Mltiplos Programas por projecto. ??Suporte de Mltiplos PLCs por projecto. ??Tipos Smbolos. Esta facilidade permite designar um smbolo como
sendo de um determinado tipo (signed ou unsigned: Binary Coded Decimal, integer, word, bit, double integer, ou double Binary Coded Decimal).
??Edio on-line de vrias malhas. ??Organizao do projecto numa forma de arvore de objectos
(symbols, IO tables, PLC settings, Memory Card, Error Log, PLC memory) permitindo o acesso directo aos mesmos.
??Opo de endereamento automtico para smbolos de trabalho. ?? Interface Microsoft Windows utilizando a tecla direita do rato com
menus de contexto, drag/drop e menus standard
7.1.2 REQUISITOS DE INSTALAO ??Sistema operativo
O WINDOWS 95, WINDOWS 98, WINDOWS NT 4.0
??Hardware
o Processador: Pentium 133 ou superior. o Memria: 16 Mb mnimo. o Disco duro: mnimo 40 Mb de espao livre. o Leitor de CD-ROM (o CX-Programmer fornecido em CD). o Monitor: resoluo mnima de 800x600 pixels.
7.1.3 INTRODUO AO CX-PROGRAMMER Como qualquer outra aplicao do Windows, para executar o CX-
Programmer utilizado o me