SEMANA1 REV INTROD CLP€¦ · Title: Microsoft Word - SEMANA1_REV_INTROD_CLP Author: walte Created Date: 2/12/2020 5:20:08 PM

CURSO TÉCNICO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL COMPONENTE: AUTOMAÇÃO - II

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Prof. Walter Ernest Müller Moreira

AULA 1: REVISÃO DE COMANDOS ELÉTRICOS E ELETROPNEUMÁTICOS E INTRODUÇÃO AOS CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS (HARDWARE/SOFTWARE/PORTAS LÓGICAS/VARIÁVEIS/BIT/BYTE/WORD/DOUBLE WORD/ MEMORY BIT/MEMORY WORD)

1. COMANDO ELÉTRICOS E ELETROPNEUMÁTICOS (REVISÃO)

1.1 O desenho ao lado, faz parte do projeto de montagem de uma máquina, observando o diagrama, podemos afirmar que representa uma partida do tipo:

Figura 1 – Comando Elétrico atividade 1.1

e faça o comando elétrico do esquema supracitado.




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1.2 Faça o esquema eletropneumático do trajeto/passo: A+B+B-A-, ciclo único e ciclo constante. Setup: Válvulas 5/2 vias acionamento por solenoide e retorno por mola com cilindros de dupla ação.

2. CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL (CLP)

2.1 O que é CLP?

É um dispositivo microprocessado utilizado para controle de processos industriais através de leituras de dados (sensores/botões) e saídas ( motor+inversor/válvulas/reles).

2.2 Vantagens

Ocupam menor espaço; Rápido e fácil de fazer mudanças; O CLP tem funções integradas de diagnóstico; Aplicações podem ser imediatamente documentadas; Aplicações podem ser duplicadas rapidamente e com menos custo.

Figura 2 – CLP em processos industriais.

2.3 Hardware




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É a parte física do CLP.

2.3.1 Tipos de CLP

Existem CLPs de pequeno, médio e grande porte, ou seja, será de acordo com a quantidade de I/Os do processo e tipo de processo para a definição do porte.

Figura 3 – Tipos de CLP

2.3.2 CPU do CLP

CPU - Central processor unit (CPU) é o sistema microprocessado que realiza todos os procedimentos de leitura de dados, instruções e controle de dados do sistema.

Figura 4 – CPU da CLP

2.3.3 Módulos de expansão




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Nos CLPs é possível aumentar a entrada e saída de sinais para proporcionar mais informações provenientes do processo no qual deseja controlar. Esses módulos, aumentam a quantidade de dados de leituras (sensores, botões e chaves) e saídas (válvulas, solenóides e válvulas proporcionais).

Figura 5 – Módulos de expansão do CLP

Exemplo:

Figura 6 – CLP com módulo de expansão exemplo.




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2.4 SOFTWARE

É o programa inserido no CLP que controla o processo.

2.4.1 IDE

É a plataforma de programação utilizada para o desenvolvimento do programa que será inserido no CLP.

Exemplo: Portal TIA

Figura 7 – Portal TIA

2.4.2 Download de software

Após o desenvolvimento do programa que controlará o processo, deve transferi-lo para o CLP através de um cabo comunicação entre o computador e CLP. Esse processo de transferência de programa do Computador -> CLP é chamado de download. O Processo inverso de Upload, quando o CLP->Computador.




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Figura 8 – Download e Upload de programa.

2.4.3 Funcionamento do CLP

A programação armazenada, que é a lógica de funcionamento, é denominado como software de controle que pode ser implementado funções de temporização, contagem, lógica sequencial, operações aritméticas, laços de PID e outras funções, ou seja, o CLP em funcionamento ou, controle um processo, conforme Figura 9.

Figura 9 – CLP em funcionamento




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2.4.3.1 SCAN do CLP

O programa do CLP é executado por um processo repetitivo chamado SCAN, onde, inicia-se a leitura das entradas, executa-se o programa, de acordo com a entrada, atualiza os dados internos (memórias) e comunicação e finalmente, atualiza as saídas.

Figura 10 – SCAN CLP

2.4.3.1.1 Tempo de SCAN no CLP

O Tempo de SCAN depende do número de entrada/saídas (I/O), o tamanho do Programa e das atualizações de dados e memória (overhead) e comunicação. Conforme, Figura 11:

Figura 11 – Tempo de SCAN do CLP




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2.4.4 Linguagens de Programação de CLP Norma IEC 61131-3

A norma que estabelece as linguagens de programação para CLP é a IEC 61131-3. As linguagens são: Ladder Logic (LAD) - (mais utilizado no Brasil), Fuction Block Diagrams (FDB), Strutured Text (ST), Instruction List (IL) e Sequencial Function Chart (SFC) – Grafcet.

Figura 12 – Linguagens de programação conforme IEC.




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2.5 SISTEMAS NUMÉRICOS

2.5.1 Sistema numérico Binário/Decimal/Hexadecimal

Nos CLPs, que é também um computador, as informações de entrada e saída são tratadas como bits (0 ou 1), Bytes (8 bits), Words (2 Bytes ou 16 bits) ou Double Words (2 Words, 4 bytes ou 32 bits).

Figura 13 – Sistema Binário, Byte ou Word.

Outro sistemas numérico utilizado no CLP:

Sistema Decimal

Dez dígitos : 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

Base: 10

BCD

4 bits – Para 4 bits representa um numero decimal (Nible)

Sistema Hexadecimal

Dezesseis digitos - 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

Base: 16




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2.5.2 Memória auxiliar e posicionamento de memórias

Você pode usar a memória M para armazenar o estado intermediário de uma operação ou outra informação de controle. Você pode ter acesso à memória M em bits, bytes, word ou double words.

Bit address = M26.7.

Double word address = MD20 (usando os bytes de 20 a 23).

Figura 14 – Disposição de memória e memória auxiliar no CLP




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2.6 PORTAS LÓGICAS

2.6.1 Utilização das portas lógicas em ladder

Na Figura 15, há uma analogia de Portas Lógicas x Ladder.

Figura 15 – Portas lógicas x ladder

2.7 COMANDO ELÉTRICO

2.7.1 Utilização de comando elétrico em ladder

Na Figura 16, há uma analogia contatos x ladder.

Figura 16 - Contatos x ladder




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1) Dada a lógica de comando digital abaixo, escreva um programa equivalente para CLP em linguagem Ladder.

2) Monte um alarme com dois sensores: S1 e S2. Monte um diagrama em ladder, comando elétrico e blocos lógicos.

3) A Figura 17 mostra o processo usado no controle de nível de água em uma caixa-d’água que liga e desliga uma bomba de descarga. Os modos de operações devem ser programados como segue: Posição desligada – A bomba-d’água desliga se estiver funcionando e não liga se estiver desligada. Modo manual – A bomba funciona se o nível de água na caixa estiver acima do nível mínimo. Modo automático – Se o nível de água da caixa atingir o nível máximo, a bomba funciona de modo que possibilite a retirada da água da caixa, baixando o seu nível. – Quando o nível de água atingir o nível mínimo, a bomba desliga. - Estado dos sinaleiros luminosos – Bomba-d’água funcionando (sinaleiro verde – G). - Estado do nível mínimo (sinaleiro vermelho – R); – Estado do nível máximo (sinaleiro amarelo – Y).




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Figura 17 – Controle de nível manual e automático

4) A simple drilling operation requires the drill press to turn on only if there is a part present and the operator has one hand on each of the start switches. This precaution will ensure that the operator’s hand are not in the way of the drill. Write the ladder logic program, diagram eletric and logic blocks.

Figura 18 – Sketch of the process




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5) Se deseja realizar uma simples aplicação denominada relé de passo, o funcionamento é o seguinte: – Pressionando-se o botão de partida S1, energiza-se a saída K1; – Pressionando-se de novo o mesmo botão, desenergiza-se a mesma saída. Monte um diagrama em ladder, comando elétrico e blocos lógicos.

6) A continuous filling operation requires boxes moving on a conveyor to be automatically positioned and filled. Write the ladder logic program, diagram eletric and logic blocks.

Figura 19 – Continuos filling operation




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BIBLIOGRAFIA Controladores Lógicos Programáveis. Frank D. Petruzella. Programmable Logic Controller. Frank D. Petruzella. PLC S7-1200 Teoria e Aplicações, Curso Introdutório. Francesco Prudente. Apostila de Automação – II. Walter Müller.

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