apostila de s7-1200

Prévia do material em texto

XC122 – KIT Didático CLP S7-1200
Software
Introdução à CLP
Hardware
Conceitos:
Arquitetura dos CLP’s
Configurações de Entradas e Sáıdas
Pré-requisitos:
Conhecimento básicos de Ligações Elétricas;
Conhecimento na utilização de Mult́ımetro;
Interpretação do Inglês Técnico (para análise de Data-Sheet);
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Conhecer a Arquitetura básica de um CLP;
• Realizar ligações em diferentes tipos de Configuração de CLP;
• Selecionar informações em Data-Sheets;
Recursos:
• Kit Didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Mult́ımetro;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Discussão, Conceito, Análise de Ficha Técnica e Exploração do Kit.
Referências:
- Norma: IEC 61131-3.
- Data-Sheet CLP S7-1200.
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
3
http://www.exsto.com.br
Histórico
Primeiro CLP foi criado 1968 na Hidronic Division na General Motors
para mudar a lógica de funcionamento para cada mudança de linha de
montagem. Sobre a Liderança do Engenheiro Richard Morley o CLP
veio substituir a lógica de reles não só na industria automobiĺıstica,
como também na Industria de manufatura.
CLP’s X Lógica de Relés
• Facilidade de Programação;
• Confiabilidade;
• Facilidade na Manutenção;
• Redução do Tamanho;
• Expansões;
• Mudança de sequência de operação;
• Integração dos CLP’s com banco de Dados Gerenciais;
• Interface Amigável;
4
http://www.exsto.com.br
Segundo a IEC (International Eletrotechnical Commission) o CLP é descrito como:
”Sistema eletrônico operando digitalmente, projetado para uso em um ambiente industrial, que usa
memória programável para a armazenagem interna de instruções orientadas para o usuário para implementar
funções espećıficas, tais como lógica sequencial, temporização, contagem e aritmética, para controlar, através
de entradas e sáıdas digitais ou analógicas, vários tipos de máquinas e processos. O controlador programável,
e seus periféricos associados são projetados para serem facilmente integráveis em um sistema de controle
industrial e facilmente utilizados nas funções previstas.”
De acordo com a definição NEMA (National Electrical Manufacturers Association) é:
”Um equipamento eletrônico que funciona digitalmente e que utiliza uma memória programável para ar-
mazenamento interno de instruções para implementar funções espećıficas, tais como lógica, sequenciamento,
registro e controle de tempos, contadores e operações aritméticas para controlar, através de módulos de en-
trada/sáıda digital (LIGA/DESLIGA) ou analógicas (0-10 Vcc, 4 a 20 mA, etc.) vários tipos de máquinas
ou processos.”
Arquitetura de um CLP
Todo CLP é constitúıdo de três partes f́ısicas básicas para seu funcionamento, são elas: CPU (Unidade
Central de Processamento), memória e unidade de Entradas e Sáıdas, estas comunicando através de um
barramento de comunicação. A CPU controla todas as tarefas, executa o programa armazenado na memória,
monitora os estados das entradas e habilita as sáıdas.
A Figura abaixo representa em um diagrama de blocos, o prinćıpio básico de funcionamento de um CLP.
Figura 1: Funcionamento de um CLP
5
http://www.exsto.com.br
Questão 1:
O que é um CLP?
Questão Auxiliar 1.1:
Para que o CLP foi desenvolvido?
Questão Auxiliar 1.2:
Explique de forma simples como é a Arquitetura de um CLP:
Questão 2:
Cite exemplos de aplicações do dia a dia em que pode-se usar um CLP:
6
http://www.exsto.com.br
Questão 3:
Cite exemplos de Dispositivos de Entrada para um CLP:
Questão 4:
Cite exemplos de Dispositivos de Sáıda para um CLP:
7
http://www.exsto.com.br
Entradas Digitais
Para este tipo de entrada os valores assumidos são 0 ou 1. Um CLP ou cartão de Expansão pode ter
entradas Digitais SINK ou SOURCE:
São exemplos de Entradas Digitais: Botões, Sensores Digitais, Chave Fim de Curso, Pressostato, Fo-
tocélula, Chave, etc...
8
http://www.exsto.com.br
Sáıdas Digitais
São responsáveis por fazer interface entre o Controlador Lógico Programável e os atuadores. Este tipo
de sáıda admitem somente dois estados, ligado ou desligado. Podem ser a Transistor ou Relé.
As sáıdas a Transistor podem ser SINK ou SOURCE:
Esquema das sáıdas a Relé:
São exemplos de Sáıdas Digitais: Válvula Solenóide, Contator, Alarme, Relé, Sirene, Lâmpadas, etc...
9
http://www.exsto.com.br
Exerćıcio Prático 1:
Considerando que nosso CLP possua Entradas Digitais na configuração SINK e Sáıdas Digitais a Tran-
sistor na configuração SOURCE, desenhe o esquema de ligação necessário para que Botão Pulsativo NA
atue na entrada I0 e ligue um sinaleiro 24V na sáıda Q0, para desligar a sáıda é usado um Botão Pulsativo
NF na entrada I1:
Exerćıcio Prático 2:
Utilize a mesma lógica do exerćıcio anterior, mas agora o CLP possui sáıdas a Relé e na sáıda será ligado
um sinaleiro 220VCA:
10
http://www.exsto.com.br
Dispositivo:
CLP S7-1200 - 6ES7214-1AG40-0XB0
Caracteŕısticas Valor/Faixa Unidade
Tensão Alimentação
Corrente max. Sáıda Digital
Memória Integrada
Tempo de Processamento de CPU
No de Entradas Digitais
No de Sáıdas Digitais
No de Entradas Analógicas
No de Sáıdas Analógicas
Tensão das Analógicas
Compreensão:
a) O que é tempo de Processamento de CPU?
b) É posśıvel aumentar o número de Entradas e Sáıdas do CLP? Como?
c) É importante considerar a corrente máxima da sáıda Digital? Porque?
11
http://www.exsto.com.br
Procedimentos de Segurança
O Kit Didático XC122 pode ser alimentado em 127V ou 220V, e deve ser
aterrado (utilize sempre o Cabo Tripolar de alimentação que acompanha
o Kit). Na parte traseira do Kit, há um conector Tripolar para conexão
do cabo de alimentação, e um fuśıvel de proteção de 1A. Certifique-se
que o fuśıvel não esteja queimando antes de alimentar o Kit.
• Para maior Segurança do Usuário o Kit possui um Disjuntor DR de 25A/30mA;
• Fuśıveis individuais para cada circuito:
– Fuśıvel 1 (3A) - Fonte de 24V;
– Fuśıvel 2 (1A) - Fonte de 10V;
– Fuśıvel 3 (1A) - Sáıda CA do módulo Botão de emergência;
• Verifique os Fuśıveis e o Disjuntor DR;
• Verifique se o Botão de Emergência não esteja pressionado (Gire para destravar);
• Sinaleiro Verde: Kit energizado porém não em operação (conforme NR10 e NR12);
• Sinaleiro Vermelho: Kit em Operação, CLP ligado e tensão nas sáıdas das Fontes (conforme NR10 e
NR12);
• Para Ligar o Kit pressione o Botão Verde;
• Para desligar o Kit pressione o Botão Vermelho;
• Ao cair a energia ou o kit for desconectado da tomada, ao alimentá-lo novamente deve-se pressionar o
botão ”Liga”novamente, a fim de preservar a segurança do usuário.
12
http://www.exsto.com.br
Para realizar as ligações elétricas siga o esquema de ligações:
13
http://www.exsto.com.br
Kit Didático XC122 Módulos: Periféricos do KIT CLP
Teste 1
Ligue o Kit em 127/220V, Meça a Tensão das fontes
Resultado
Teste 2
Meça tensão dispońıvel no Módulo Botão de Emergência
Resultado
Teste 3
Meça a tensão na Sáıda das chaves e Botões:
Resultado
14
http://www.exsto.com.br
Software
Introdução à CLP
Software
Conceitos:
Introdução a Utilização do Software TIA Portal
Pré-requisitos:
Conhecimento de Hardware de CLP;
Instruções de aplicação:
Máximo dois alunos por posto;
Objetivos Espećıficos:
• Usar o Software TIA Portal;
• Criar um novo Projeto e Carregar o Programa para o CLP;
Recursos:
• Kit Didático XC122;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Tutorial e Atenção.
Referências:
- Software TIA Portal.
17
http://www.exsto.com.brCriando um programa no TIA Portal
Abra o TIA Portal, e clique em ”Create new project”, dê um nome, selecione o local onde vai salvar o
projeto e clique em ”create”:
Um novo projeto será criado, clique em ”Configure a device”:
Clique em ”Add new device”, e depois em ”Controller”, para selecionar o CLP:
18
http://www.exsto.com.br
Selecione o CLP em Controllers → SIMATIC S7-1200 → CPU → CPU 1214C DC/DC/DC → Selecione
a versão conforme identificado no CLP, depois de inserido o CLP, pode-se inserir o cartão de Expansão de
Sáıda Analógica → Signal Boards → AQ → AQ 1x12Bit:
Para desenvolver o programa vá em ”Program blocks”e ”Main”:
Esquema de Ligação entre o Computador e o CLP:
19
http://www.exsto.com.br
Download do Programa para o CLP
Para carregar um programa no CLP, selecione o CLP no Navegador e clique em ”Download to Device”,
selecione as configurações da Placa de rede para ”PN/IE”e clique em ”Start Search”, o programa buscará
um CLP:
Ao encontrar o CLP, selecione o CLP encontrado e clique em ”Load”:
20
http://www.exsto.com.br
Clique em ”Load”e por fim em ”Finish”:
Exerćıcio Prático:
Seguindo o Tutorial, crie um Novo Programa, faça uma linha de programa em Ladder onde usando uma
chave retentiva em I0, acenda um LED em Q0.
OBS: O Endereço do CLP começa em I0.0 e Q0.0.
21
http://www.exsto.com.br
Para Estabelecer comunicação entre o Computador e o CLP é necessário que os dois estejam na
mesma faixa de IP.
Por Padrão de Fábrica o CLP vêm com o IP 192.168.0.1, mas este IP pode ser configurado clicando
em ”Devices e Network”, selecione a Visualização do CLP e clique na Porta Ethernet, clique na
aba ”Properties”e em ”Ethernet addresses”, você pode configurar o IP do CLP de acordo com o IP
utilizado no CLP, Não se esqueça que o IP do Computador deve estar na mesma Faixa de IP (Para
estas configurações é necessário acesso de Administrador na Máquina).
22
http://www.exsto.com.br
Como indicado anteriormente o Endereço Padrão do S7-1200 começa em I0.0 e Q0.0, mas é posśıvel
mudar estes Endereços Iniciais, Vá em ”Devices e Networks”, Selecione o CLP, na aba ”Properties”vá
em Geral, DI14/DQ10, ”I/O addresses”. É posśıvel mudar os Endereços Iniciais do Módulo de
Expansão também, para isto basta clicar no Módulo de Expansão.
Esta Opção de Propriedade é usada para alterar diversas configurações de Hardware.
23
http://www.exsto.com.br
Ladder
Introdução à CLP
Ladder
Conceitos:
Introdução a Linguagem Ladder;
Selo e Intertravamento;
Pré-requisitos:
Conhecimentos básicos Hardware de CLP;
Conhecimento do Software TIA Portal;
Instruções de aplicação:
Máximo Três alunos por posto.
Objetivos Espećıficos:
• Listar Caracteŕısticas e Vantagens das lógicas Ladder;
• Diferenciar Selo de Intertravamento;
• Integrar lógicas para solucionar Problemas;
Recursos:
• Kit didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Conceito, Situação-problema e Experiência.
Referências:
- Software TIA Portal
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
26
http://www.exsto.com.br
Introdução a Linguagens de Programação
As linguagens de programação para CLP são normalizadas pela IEC 61131-3. A norma define cinco
linguagens de programação: Texto Estruturado (ST), Lista de Instruções (IL), Diagrama de Blocos Funci-
onais (FBD), Diagrama Ladder (LD) e Sequenciamento Gráfico de funções (SFC). Sendo as duas primeiras
Linguagens Textuais e as outras três Linguagens Gráficas. Neste Documento estudaremos a Linguagem
Ladder e Texto Estruturado, que são as linguagens mais utilizadas e poderosas na Programação de CLP’s.
Selo
A linguagem Ladder foi feita de forma que o modo de programar ficasse o mais parecido posśıvel com
os antigos esquemas elétricos de Contatores e Relés, esta é uma linguagem gráfica.
No programa a seguir, se a Entrada I0.0 estiver ligada a um botão NA, ao soltarmos o botão a sáıda se
desliga:
Já neste programa, mesmo depois de soltar o botão NA, a sáıda continua acionada, e só desliga quando
aperta-se outro botão NA ligado ao I0.1, à este tipo de programa damos o nome de selo:
27
http://www.exsto.com.br
Intertravamento
O intertravamento é muito utilizado quando precisa-se ligar um motor em no sentido horário e em algum
momento inverter o sentido de giro do motor, pois não podemos inverter o sentido se o motor está energizado
para um sentido. À este tipo de programa damos o nome de Intertravamento:
28
http://www.exsto.com.br
Exerćıcio Prático:
1. Faça um programa em Ladder, onde uma Botão NA, liga um LED, ao soltar o Botão o LED desliga.
2. Faça um programa em Ladder, onde uma Botão NA liga um LED, e um Botão NF desliga o LED.
3. Faça um programa em Ladder, onde um LED não pode ligar se o outro estiver ligado, duas chaves
retentivas controlam os dois LED’s.
29
http://www.exsto.com.br
SITUAÇÃO
Uma Empresa precisa fazer o acionamento de um Motor Trifásico para controle de uma esteira Trans-
portadora. O operador deve ter a opção de fazer com que o Motor gire ao contrário para voltar a esteira,
porém ele só pode selecionar esta opção se a Esteira estiver parada, se ela estiver em movimento, mesmo
que ele vire a chave para que a Esteira volte ela não pode voltar.
• Botão Pulsativo Verde liga a Esteira;
• Botão Pulsativo Vermelho Desliga a Esteira;
• Chave Retentiva Seleciona o Sentido de Rotação do Motor;
• LED1 Representa o Motor girando no Sentido Normal;
• LED2 Representa o Motor girando no Sentido Contrário;
30
http://www.exsto.com.br
1) Faça um Program em Ladder Utilizando o conceito de intertravamento e 4 Sinaleiros
acionados por 4 chaves independentes.
Explique o funcionamento deste Programa e posśıveis Aplicações de um Intertravamento.
2)Faça um Programa em Ladder Utilizando o conceito de Selo para acionar dois sinaleiros
Independentes utilizando Botão Verde e Desligar utilizando Botão vermelho, explique a
vantagem de se usar o selo, e por que não utiliza-se botões com Trada ao invés de Botões
Pulsativos.
31
http://www.exsto.com.br
Texto Estruturado
Introdução à CLP
Texto Estruturado
Conceitos:
Introdução a Linguagem Textual;
Lógicas Sequencial;
Pré-requisitos:
Conhecimentos básicos Hardware de CLP;
Conhecimento do Software TIA Portal;
Instruções de aplicação:
Máximo Três alunos por posto.
Objetivos Espećıficos:
• Listar Caracteŕısticas e Vantagens das lógicas Textuais;
• Utilizar lógicas sequenciais;
• Integrar lógicas para solucionar Problemas;
Recursos:
• Kit didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Tutorial, Conceito, Deixe-me Pensar e Comparação.
Referências:
- Software TIA Portal
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
34
http://www.exsto.com.br
Configurando o TIA para Texto Estruturado
O Padrão do Programa principal é Ladder, para mudar exclua o ”Main”, e adicione um novo Block (OB)
- Program cycle - SCL:
Depois é só escrever o programa e declarar as variáveis conforme a necessidade.
Para Declarar as variáveis:
35
http://www.exsto.com.br
Introdução a Texto Estruturado
O texto estruturado é uma linguagem de alto ńıvel e muito poderosa, inspirada na linguagem Pascal.
O texto estruturado contém todos os elementos essenciais de uma linguagem de programação moderna,
incluindo as instruções condicionais (IF-THEN-ELSE e CASE OF) e instruções de iterações (FOR, WHILE,
REPEAT). Como o seu nome sugere, essa linguagemencoraja o desenvolvimento de programação estru-
turada, sendo excelente para definição de blocos funcionais complexos, os quais podem ser utilizados em
qualquer outra linguagem IEC.
Das linguagens textuais, o texto estruturado é a mais completa. Assim, é a mais recomendada para
aplicações complexas, que envolvam aplicações com comportamento sequencial.
O Texto estruturado apresenta as seguintes propriedades e funções:
• Linguagem de programação textual de alto ńıvel
• Programação Estruturada
• Similaridade com o PASCAL
• Fácil de usar para pessoas que tem experiência de programação em PCs
• De acordo com a Norma IEC 61131-3
• Entradas e sáıda analógicas e digitais
• Operações lógicas
• Expressões de comparação lógica
• Operações aritméticas
• Estrutura de Decisão
• Loops - For, While, DO-While
• Function blocks - Blocos de Função
• Possibilidade de uso de ponteiro na programação
36
http://www.exsto.com.br
Atribuição e operações matemáticas
Funções de Comparação
Selo
37
http://www.exsto.com.br
Exerćıcio Prático:
1. Crie um novo Projeto em Texto Estruturado (Siga o Tutorial), onde uma Botão NA, liga um LED, ao
soltar a chave o LED desliga.
2. Crie um novo Projeto em Texto Estruturado, onde uma Botão NA liga um LED, e um Botão NF
desliga o LED.
3. Crie um novo Projeto em Texto Estruturado, onde um LED não pode ligar se o outro estiver ligado,
duas chaves retentivas controlam os dois LED’s.
38
http://www.exsto.com.br
Questão 1: Quais as vantagens de se utilizar Texto Estruturado em relação ao Ladder?
( ) O Texto Estruturado é mais fácil por ser em Blocos.
( ) A linguagem em Texto segue a lógica de Pensamento, como se pensa se escreve.
( ) O Texto Estruturado não faz tudo que o Ladder faz.
( ) O Ladder é uma linguagem Textual.
Questão 2: Qual das Linhas abaixo não representa uma operação matemática?
( ) ”A”:= ”B”+ ”C”;
( ) ”A”:= ”B”* COS ”C”;
( ) ”A”:= ”B”OR ”C”;
( ) ”A”:= ”B”/ SEN ”C”;
39
http://www.exsto.com.br
Situação Referência:
Uma Empresa precisa fazer o acionamento de um Motor Trifásico para controle de uma esteira Trans-
portadora. O operador deve ter a opção de fazer com que o Motor gire ao contrário para voltar a esteira,
porém ele só pode selecionar esta opção se a Esteira estiver parada, se ela estiver em movimento, mesmo
que ele vire a chave para que a Esteira volte ela não pode voltar.
• Botão Pulsativo Verde liga a Esteira;
• Botão Pulsativo Vermelho Desliga a Esteira;
• Chave Retentiva Seleciona o Sentido de Rotação do Motor;
• LED1 Representa o Motor girando no Sentido Normal;
• LED2 Representa o Motor girando no Sentido Contrário;
Este mesmo Programa foi feito utilizando Ladder, agora crie um novo projeto em Texto Estruturado
para satisfazer esta situação.
Descreva abaixo as vantagens e desvantagens de cada experiência, Qual foi mais fácil?
40
http://www.exsto.com.br
Lógica Booleana
Introdução à CLP
Lógica Booleana
Conceitos:
Lógicas Digitais;
Lógica Booleana;
Pré-requisitos:
Conceito de Lógica de Boole;
Conhecimento do Software TIA Portal;
Instruções de aplicação:
Máximo Três alunos por posto.
Objetivos Espećıficos:
• Desenvolver Lógicas Booleanas em Ladder;
• Desenvolver Lógicas Booleanas em Texto Estruturado;
• Utilizar Lógicas Booleanas para resolver Problemas;
Recursos:
• Kit didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Conceito, Experiência e Comparação.
Referências:
- Software TIA Portal
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
43
http://www.exsto.com.br
Algebra Booleana
Abaixo estão as Principais operações Booleanas, com a função e seu śımbolo gráfico:
44
http://www.exsto.com.br
1) Implementar as funções lógicas apresentadas abaixo em Ladder, utilizando chaves reten-
tivas para entrada A e B e um LED na sáıda Y:
AND:
OR:
XOR:
45
http://www.exsto.com.br
NOT:
NAND:
NOR:
XNOR:
46
http://www.exsto.com.br
Implementar as funções lógicas apresentadas abaixo em Texto Estruturado, utilizando chaves retentivas
para entrada A e B e um LED na sáıda Y:
AND:
OR:
XOR:
NOT:
47
http://www.exsto.com.br
NAND:
NOR:
XNOR:
Qual Linguagem foi mais fácil a implementação das Lógicas? Explique sua opinião.
48
http://www.exsto.com.br
Variáveis
Introdução à CLP
Variáveis
Conceitos:
Variáveis do CLP;
Pré-requisitos:
Conceitos de Sistemas Binários;
Conhecimento do Software TIA Portal;
Instruções de aplicação:
Máximo Três alunos por posto.
Objetivos Espećıficos:
• Conhecer as Variáveis do CLP;
• Conhecer o Bloco de conversão em Ladder e Texto Estruturado;
• Converter tipos de dados em outros tipos de dados;
Recursos:
• Kit didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Conceito, Tutorial e Experiência.
Referências:
- Software TIA Portal
51
http://www.exsto.com.br
Tabela de Variáveis
Além das variáveis de Entrada e Sáıda Digital (Booleanas) já vistas anteriormente o CLP possui outros
tipos de dados para entrada e sáıda, e ainda Variáveis de Memória, que são usadas para comunicação ou
apenas para lógica.
Śımbolo Descrição Tipo de Dado Formato no de Variáveis
I Input bit BOOL Ix.y 0.0..1023.7
IB Input byte
BYTE, CHAR, SINT,
USINT, PLC data type
I x.0 0..1023
IW Input word
WORD, INT, UINT,
DATE, S5TIME, PLC
data type
IW x 0..1022
ID
Input
double
word
WORD, INT, UINT,
DATE, S5TIME, PLC
data type
ID x 0..1020
Q Output bit BOOL Q x.y 0.0..1023.7
QB
Output
byte
BYTE, CHAR, SINT,
USINT, PLC data type
QB x 0..1023
QW
Output
word
BYTE, CHAR, SINT,
USINT, PLC data type
QB x 0..1023
QD
Output
double
word
WORD, INT, UINT,
DATE, S5TIME, PLC
data type
QD x 0..1020
M Memory bit BOOL M x.y 0.0..8191.7
M
Bit
memory
(64-bit)
LREAL M x.0 0.0..8184.0
MB
Memory
byte
BYTE, CHAR, SINT,
USINT
MB x 0..8191
MW
Memory
word
WORD, INT, UINT,
DATE, S5TIME
MW x 0..8190
MD
Memory
double
word
DWORD, DINT,
UDINT, REAL, TIME,
TOD
MD x 0..8188
Tipos de Dados
Tipo de Dado
Endereços
necessários
Range de Valores
BOOL 1 TRUE (=1), FALSE (=0), Digital Inputs and Outputs
SINT 1 -128 ... +127
INT 2 -32768 ... +32767, Analog Inputs and Outputs
DINT 4 -2147483648 ... +2147483647
USINT 1 0 ... 255
UINT 2 0 ... 65535
UDINT 4 0 ... 4294967295
REAL 4 -3.4E38 ... +3.4E38
TIME 4 T#-24d 20h 31m 23s 648ms ...T#24d 20h 31m 23s 647ms
52
http://www.exsto.com.br
Conversão de de dados
No TIA Portal existem Blocos em Ladder onde é posśıvel fazer a conversão de um tipo de variável para
outro.
Isto é muito utilizado quando temos algum tipo de cálculo onde é necessário utilizar variáveis do tipo
Real e que o resultado das operações deva ser escrito em uma Sáıda Analógica. Conforme será visto nos
Caṕıtulos posteriores, as Entradas e Sáıdas Analógicas do CLP só aceita variáveis do tipo Inteiro, porém na
maioria das vezes é necessário converter de Real para Inteiro, conforme mostra em Ladder:
ou em Texto Estruturado:
Monitoramento on-line do Programa
É posśıvel monitorar o Programa on-line, depois de fazer o Download do programa para o CLP, clique
no ı́cone indicado:
53
http://www.exsto.com.br
1) Utilizando o bloco de conversão de tipos de variáveis seguindo o exemplo::
Valor DE PARA Valor OBS
85.68 REAL INT 86 Ele arredonda o valor
120 SINT INT
120 INT SINT
30000 UINT DINT
30000 DINT UINT
25700 INT REAL
35000 INT REAL
Porquê algumas conversões deram erro?
54
http://www.exsto.com.br
Interface Homem Maquina (IHM e Supervisório)
Introdução à CLP
Interface Homem Máquina (IHM)
Conceitos:
IHM - InterfaceHomem Máquina;
Pré-requisitos:
Conceitos de Hardware e Software de CLP;
Conhecimento do Software TIA Portal;
Instruções de aplicação:
Máximo Três alunos por posto.
Objetivos Espećıficos:
• Conhecer recursos da IHM;
• Criar um novo projeto contendo a IHM
• Realizar um controle e monitoramento através da IHM.
Recursos:
• Kit didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Tutorial e Experiência.
Referências:
- Software TIA Portal
57
http://www.exsto.com.br
Inserindo a IHM no Projeto
Para inserir uma IHM no Projeto com o CLP já inserido, vá em ”Add new Device”, selecione ”IHM”e
vá em IHM → SIMATIC Basic Panel → 7”Display → KTP700 Basic e selecione a IHM KTP700 Basic PN:
Selecione o CLP para indicar a comunicação entre CLP e IHM:
Selecione o Plano de fundo e Alarmes se desejar:
58
http://www.exsto.com.br
É posśıvel já criar novas Telas:
Finalise a configuração e mostrará a IHM no final:
Primeiro programa com a IHM
Crie um programa onde M0.0 acione Q0.0 e I0.0 acione M0.1. Insira um Botão na IHM:
59
http://www.exsto.com.br
Com o Botão selecionado vá em ”Properties”e crie um evento para inverter o bit ao ser pressionado:
Link o evento de ”InverBit”a variável M0.0:
Clique em ”Properties”novamente para minimizar as configurações e adicione um Ćırculo:
Depois de incluir o ćırculo, clique em ”Properties”:
60
http://www.exsto.com.br
Crie uma animação adicionando uma aparência:
Link a Tag à variável M0.1, configure vermelho para 0, e verde para 1:
Depois de criado, basta selecionar a IHM na Árvore do Projeto e fazer o Download.
O programa descrito neste exemplo funciona da seguinte forma:
• Pressionando o Botão da IHM a sáıda Q0.0 aciona;
• Pressionando um botão ligado à I0.0, o ćırculo da IHM ficará Verde;
OBS: Para mudar o Endereço da IHM na IHM vá em ”Settings”, ”Network Interface”e configure o IP.
Exerćıcio Prático:
Seguindo o Tutorial, crie um Novo Programa, e veja os resultados conforme descrito.
61
http://www.exsto.com.br
Exerćıcios Práticos
1) Elabore um programa para verificar o tamanho das peças que passam por uma esteira,
conforme ilustrado na Figura e seguindo o descritivo abaixo.
Através da IHM pode-se escolher dois tamanhos de peças, pequena ou grande. Caso a seleção seja feita
para peças Pequenas, somente peças do tamanho P (S1 (I0.0) = 1) podem ser aceitas.
Caso a seleção tenha sido feita para peças Grandes, somente peças do tamanho G (S1 (I0.0) = S2 (I0.1) =
1) podem ser aceitas. Um alarme na IHM deve ser mostrado toda vez que alguma peça de tamanho incorreto
passar pela esteira ou quando os sensores estiverem em estado de falha (S2=1 e S1=0), por exemplo.
Quando ocorrer qualquer tipo de alarme, o motor deve ser desligado imediatamente. A sinalização
de alarme deve ser desligada assim que o operador pressionar o Botão Liga para reiniciar o processo. A
sinalização de Alarme só pode aparecer na tela da IHM quando o sistema estiver em Alarme.
• LIGA: Botão para iniciar o processo na Tela da IHM;
• DESLIGA: Botão para parar o processo na Tela da IHM;
• S1: Sensor para garrafas pequenas (Chave retentiva ligada a I0.0);
• S2: Sensor para garrafas grandes (Chave retentiva ligada a I0.1);
• P/G: Selecionar tamanho da peça na IHM
• Alarme: Alerta na IHM;
• Esteira: Motor DC do Kit (XC110M15.01) alimentado com 24V (Sáıda Q0.0);
• A linguagem de Programação deve ser conforme orientado pelo Professor;
62
http://www.exsto.com.br
Proposto:
Coloque uma sinalização de motor em operação na IHM:
• Verde quando o Motor estiver Desligado;
• Vermelho quando o Motor estiver Ligado;
63
http://www.exsto.com.br
IHM e Supervisório - Variáveis Analógicas
Introdução à CLP
Interface Homem Máquina (IHM) - Variáveis Analógicas
Conceitos:
IHM - Interface Homem Máquina;
Pré-requisitos:
Conceitos de Hardware e Software de CLP;
Conhecimento do Software TIA Portal;
Instruções de aplicação:
Máximo Três alunos por posto.
Objetivos Espećıficos:
• Conhecer recursos da IHM;
• Criar um novo projeto contendo a IHM
• Realizar um controle e monitoramento através da IHM.
Recursos:
• Kit didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Tutorial e Experiência.
Referências:
- Software TIA Portal
66
http://www.exsto.com.br
Ferramentas para trabalhar com Variáveis Analógicas
As Principais ferramentas para trabalhar com as variáveis analógicas são o display numérico e o Bargraph:
Depois de inserir o componentes na IHM basta lincar a uma variável analógica e configurar como Entrada
ou Sáıda:
67
http://www.exsto.com.br
Exerćıcios Práticos
1) Elabore um programa para verificar o valor da Entrada Analógica do CLP em Volts.
O Programa deve ser capaz de ler o valor em Volts das duas Entradas Analógicas do CLP e escrever um
valor de tensão na sáıda analógica.
Como exemplo temos a seguinte Interface:
68
http://www.exsto.com.br
Temporizadores
Temporizadores e Contadores
Temporizadores
Conceitos:
Temporizadores
Comparadores
Pré-requisitos:
Conhecimentos básicos Hardware de CLP;
Conhecimento do Software TIA Portal;
Lógica digital;
Instruções de aplicação:
Máximo Três alunos por posto.
Objetivos Espećıficos:
• Conhecer os tipos de Temporizadores;
• Identificar o tipo de Temporizador de acordo com a aplicação;
• Desenvolver Lógicas implementando Temporizadores;
Recursos:
• Kit didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Conceito, Suporte, Experiência e Situação Problema.
Referências:
- Software TIA Portal
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
71
http://www.exsto.com.br
Temporizadores
A função temporizador no CLP executa a mesma função de um rele de tempo dos comandos elétricos.
Os blocos temporizadores são habilitados por contatos NA ou NF e, quando o valor do tempo decorrido se
iguala ao valor prefixado, o temporizador energiza um sinal de sáıda indicando que o tempo se esgotou. O
sinal de sáıda normalmente é representado por uma bobina e pode ser utilizado para energizar ou desativar
uma instrução ou lógica.
Os tipos de Temporizadores conforme a Norma IEC 61131-3 são:
TP
Este tipo de Temporizador Gera um pulso com o tempo configurado em PT:
TON
Neste tipo de temporizador, a contagem de tempo inicia quando a entrada IN vai para ńıvel lógico alto:
TOF
Neste Temporizador a contagem de tempo começa quando a entrada IN passa de verdadeira para falsa
(borda de descida) e a sáıda lógica Q permanece com ńıvel lógico 1 até que o tempo previamente programado
se esgote:
72
http://www.exsto.com.br
Os Temporizadores no TIA Portal podem ser encontrados aqui, e os Comparadores podem ser utilizados
para comparação de valores das variáveis:
Para inserir um Temporizador em Texto Estruturado, basta inserir a instrução normalmente e definir as
variáveis:
Pode-se utilizar variáveis de memória para facilitar lógica de controle, respeitando o tipo de dado de
cada variável:
• IN: Entrada para habilitar (Bool);
• PT: Tempo definido (Time);
• Q: Sáıda do Temporizador (Bool);
• ET: Tempo decorrente (Time);
73
http://www.exsto.com.br
Exerćıcios Práticos
1) Faça os seguintes exerćıcios para desenvolvimento e fixação de Temporizadores.
1. Elaborar um programa em Ladder para que um motor seja acionado 10s após o botão LIGA/NA ser
pressionado. É preciso prever o desligamento através do botão DESLIGA em qualquer momento da
operação.
2. Elaborar um programa em Texto, para manter um motorligado por 8s sempre que o botão LIGA for
pressionado. É preciso prever o desligamento através do botão DESLIGA em qualquer momento da
operação.
3. Elaborar um programa em Ladder para acionar dois motores elétricos Motor1 e Motor2, com um
tempo entre as partidas de 10s. Ao pressionar o botão LIGA/NA o Motor 1 parte e após 10 s após 10
s o Motor 2 parte. Utilizar dois LED’s do Kit, para simular os dois motores do exerćıcio.
4. Para a segurança do operador, o acionamento de uma prensa hidráulica dever ser feito quando forem
pressionados dois botões simultaneamente. O acionamento é feito de maneira que, quando for acionado
o primeiro botão, não possa transcorrer mais que 1s até que o segundo botão seja acionado. A prensa
deve parar imediatamente se o operador retirar uma das mãos dos botões. Elaborar um programa em
Ladder ou Texto.
74
http://www.exsto.com.br
Situação
Duas Avenidas muito movimentadas se cruzam em certo ponto, neste cruzamento há um movimento
intenso de pedestres. Depois de vários acidentes a prefeitura da cidade resolveu implantar um sistema de
Semáforos para carros e pedestres a fim de diminuir a ocorrência de acidentes.
Para implantação a prefeitura contratou uma equipe de desenvolvimento.
Descrição de funcionamento:
• Em Ambas as Ruas os carros não podem virar para a Esquerda;
• Para semáforo dos carros:
– Verde 15s;
– Amarelo 2s;
• Para semáforo dos pedestres:
– Verde 8s;
Desenvolva o programa no CLP S7-1200 da SIEMENS.
Crie o Ambiente na IHM para visualização do estado das Lâmpadas dos Semáforos;
75
http://www.exsto.com.br
Contadores
Temporizadores e Contadores
Contadores
Conceitos:
Contadores
Pré-requisitos:
Conhecimentos básicos Hardware de CLP;
Conhecimento do Software TIA Portal;
Lógica digital;
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Conhecer os tipos de Contadores;
• Identificar o tipo de Contador de acordo com a aplicação;
• Desenvolver Lógicas implementando Contadores;
Recursos:
• Kit didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Conceito, Suporte, Experiência e Situação Problema.
Referências:
- Software TIA Portal
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
78
http://www.exsto.com.br
Contadores de Pulso
Os contadores, são blocos muito importantes em automação industrial pois na maioria das aplicações,
os processos evoluem em função de eventos internos, como por exemplo, transcorrência de um determinado
tempo, ou ainda, de eventos externos, como a contagem de um determinado número de peças.
Existem três tipos básicos de contadores: crescente, decrescente e bidirecional.
CTU - Contador Crescente
• CU - Entrada de pulsos para contagem Crescente;
• R - Reseta o valor armazenado de contagem;
• PV - Valor de Preset;
• Q - Aciona quando o Valor de Preset é atingido;
• CV - Armazena o valor da contagem;
79
http://www.exsto.com.br
CTD - Contador Decrescente
• CD - Entrada de pulsos para contagem Decrescente;
• LD - Carrega o valor de Preset;
• PV - Valor de Preset;
• Q - Aciona quando o Valor de Preset é atingido;
• CV - Armazena o valor da contagem;
CTUD - Contador Crescente/Decrescente
• CU - Entrada de pulsos para contagem Crescente;
• CD - Entrada de pulsos para contagem Decrescente;
• R - Reseta o valor armazenado de contagem;
• LD - Carrega o valor de Preset;
• PV - Valor de Preset;
• Q - Aciona quando o Contador Crescente chega ao Preset;
• QD - Aciona quando o Contador Decrescente chega a 0;
• CV - Armazena o valor da contagem;
80
http://www.exsto.com.br
Os Contadores no TIA Portal podem ser encontrados aqui, basta arrastar os blocos desejados, não se
esqueça de renomear os contadores para deixar o programa organizado:
Para inserir um Temporizador em Texto Estruturado, basta inserir a instrução normalmente e definir as
variáveis:
Pode-se utilizar variáveis de memória para facilitar lógica de controle, respeitando o tipo de dado de
cada variável:
• CU: Entrada de contagem (Bool);
• R: Reset da Contagem (Bool)
• PV: Valor para contagem (Int);
• Q: Sáıda do Contador (Bool);
• CV: Contagem decorrente (Int);
81
http://www.exsto.com.br
Contadores rápidos (HSC)
O CLP possui 6 contadores rápidos de até 100kHz, em 6 entradas dedicadas. Para utilizá-lo é necessário
configurar o Hardware: é preciso habilitar o HSC, definir o tipo de funcionamento (neste caso usaremos
leitura de frequência com um peŕıodo de medida de 1s.
Para HSC1 deve obrigatoriamente ser utilizada a entrada I0.0, confira o ”start address”e o ”Hardware
identifier”:
82
http://www.exsto.com.br
Agora basta incluir o bolco ”CTRL HSC”e utilizar a variável de ”start address”para realizar a leitura
da frequência:
Sáıda PWM
O CLP possui 4 sáıdas rápidas. Para utilizá-las é necessário configurar o Hardware: habilite a sáıda
”PTO/PWM”e configure as opções de sáıda de pulsos:
83
http://www.exsto.com.br
Observe qual sáıda f́ısica está a configurada a sáıda PTO/PWM, o ”Start Address”e o ”Hardware
identifier”:
Depois basta inserir o Bloco ”CTRL PWM”e utilizar uma variável para escrever o valor do ”Duty
Cycle”na sáıda:
84
http://www.exsto.com.br
Exerćıcios Práticos
1) Faça os seguintes exerćıcios para desenvolvimento e fixação de Contadores.
1. Elaborar um programa em Ladder para ligar o Motor quando o número de pulsos dados com um Botão
NA for igual a 3 em um tempo não superior a 10 segundos. Se o tempo for maior que 10 segundos,
deve-se zerar o contador automaticamente. Deve ser previsto um botão desliga para desligar o LED.
Crie uma Interface na IHM para mostrar o valor do temporizador e do contador.
2. Elaborar um programa capaz de acionar um LED sempre que o número de pulsos recebidos em sua
entrada for múltiplo de 5. Por exemplo, no recebimento do quinto pulso o LED acende, desligando no
sexto; novamente acende no décimo e desliga no décimo primeiro e assim por diante. Acrescente um
botão RESET/NF para zerar o contador em qualquer instante e desligar o LED. Crie uma interface
da IHM para mostrar o valor do Contador.
85
http://www.exsto.com.br
Situação
Um estacionamento deseja fazer o controle de quantos carros passam por ele durante o dia e de quantos
carros estão atualmente estacionados para que posso alocar carros de outro estacionamento do mesmo
proprietário.
Para isto foram instalados dois sensores na entrada do Estacionamento.
Descrição:
• Só é permitida a entrada ou sáıda de um carro por vez;
• Utilize a IHM para:
– Mostrar a quantidade total de véıculos no dia;
– Mostrar a quantidade atual de véıculos no Estacionamento;
– Mostrar o número de Vagas dispońıveis no Estacionamento;
– Um botão de Reset dos contadores (reset total);
• Utilize dois Botões NA para simulação dos Sensores S1 e S2;
• Considere a Imagem do Estacionamento;
Desenvolva o programa no CLP S7-1200 da SIEMENS.
86
http://www.exsto.com.br
Situação
Crie um programa utilizando a Entrada Rápida para ler a frequência de pulsos fornecida pelo Encoder
Rotativo e que possa se feito o controle da velocidade do motor do Encoder rotativo através da IHM (0 a
100%):
87
http://www.exsto.com.br
Lógicas Digitais
Temporizadores e Contadores
Lógicas Digitais
Conceitos:
Bobinas de Set e Reset
Pré-requisitos:
Conhecimentos básicos Hardware de CLP;
Conhecimento do Software TIA Portal;
Lógica digital;
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Conhecer tipos de Bobinas Set e Reset;
• Desenvolver Lógicas Digitais para Controle;
Recursos:
• Kit didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Conceito, Experiência e Situação Problema.
Referências:
- Software TIA Portal
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
90
http://www.exsto.com.br
Bobinas de Set e Reset
Utilizando bobinas de SET e RESET não é necessário fazer selo para que a sáıda continue energizada.
No programa a seguir, pressionando um botão NA I0.0 a sáıda Q0.0 é Setada, ou seja, liga e fica ligada,
mesmo retirando o dedo do botão pulsativo, esta sáıda só é desligada, ou Resetada, quando pressiona-se
I0.1, Resetando a sáıda:
Bobinas Virtuais
Uma bobina virtual é utilizada para armazenar um estado e principalmente trocar dados com outros
equipamentos na rede, como por exemplo, a IHM, o Computador e outros elementos de redes Industriais.
91
http://www.exsto.com.br
Exerćıcios Práticos
1) Sistema de Controle de Bagagens.
Em um sistema de controle de bagagens, a separação e movimentação das bagagens ocorre automatica-
mente de acordo com o destino do passageiro. Por motivo de segurança, algumas malas devem passar pelo
Raio X localizado em um local separado das esteiras de transporte. Elaborar um programa em Ladder para
controlar o sistema de transporte abaixo.
Para iniciar o transporte da mala até o local de verificação, o operador deve utilizar o comando Bimanual
(Tempo de 1s) para o motor M1 ser ligado e a mala ser transportada até o elevador. Assim que mala aciona
o Sensor 1 (CH1) o motor M1 é desligado e após 3 segundos o motor do Elevador é ligado.
Ao chegar no andar superior, a mala aciona o Sensor 2 (CH2) desligando o motor do elevador e acionando
o motor M2 para transportar a mala até o local de verificação. Assim que a mala acionar o Sensor 3 (CH3) o
Motor 2 é desligado por 3 segundos e ligado novamente para transportar a mala até o carrinho. Ao acionar
o Sensor 4 (CH4) o processo é finalizado e o sistema é todo desligado.
• Os três motores devem estar associados às sáıdas f́ısicas (LED’s);
• Os sensoresS1, S2, S3 e S4 devem estar associados às chaves CH1, CH2, CH3 e CH4;
• O Botão Liga / Desliga deve estar associado à IHM;
• Sempre que o Botão Desliga for pressionado, todo o sistema deve ser desligado;
• Enquanto a bagagem estiver no RAIO X, um LED deverá ficar piscando com frequência de 1 Hz.
92
http://www.exsto.com.br
Situação
Uma Empresa capta água, para utilizar em seu processo produtivo, em um rio próximo a suas Instalações.
Elabore um programa para controle da reserva de água, conforme descritivo abaixo:
Utilize a IHM para selecionar controle Manual/Automático.
No Controle Automático: A Bomba B1 deve ser acionada sempre que o Sensor de Nı́vel Médio do Tanque
SMT estiver em 0 e o Sensor de Nı́vel do Rio SNR estiver em 1. Pois o ńıvel do rio fica baixo em algumas
épocas do ano, e quando isto acontecer não é posśıvel a captação de água do rio. Quando o Tanque estiver
totalmente cheio, deve-se ligar a Bomba B2, que enche o Reservatório. Nas épocas de seca, o Tanque deve
ser alimentado pelo reservatório quando o Sensor SLT estiver em 0, bomba B3 alimenta o Tanque com a
água do reservatório.
No Controle Manual: Deve existir 3 botões na IHM (um para cada Bomba), os intertravamentos devem
respeitar a lógica, ou seja, se ligar a B3 quando não há água no Reservatório a Bomba vai queimar.
Quando o Nı́vel do Rio estiver baixo deve-se acender uma lâmpada amarela, quando o Reservatório
estiver com os Sensores de Sensor SLT, SLC e SNR em 0, ou seja, sem água no Tanque, sem água no
reservatório e com o Rio em volume morto, deve-se acionar uma Lâmpada numa frequência de 1Hz.
93
http://www.exsto.com.br
Observações:
• SHT: Sensor de Nı́vel Alto do Tanque (CH1 - Chave Retentiva);
• SMT: Sensor de Nı́vel Médio do Tanque (CH2 - Chave Retentiva);
• SLT: Sensor de Nı́vel Baixo do Tanque (CH3 - Chave Retentiva);
• SHC: Sensor de Nı́vel Alto do Reservatório (CH4 - Chave Retentiva);
• SLC: Sensor de Nı́vel Baixo do Reservatório (CH5 - Chave Retentiva);
• SNR: Sensor de Nı́vel Baixo do Rio (CH6 - Chave Retentiva);
• B1: Bamba do Rio para o Tanque (LED 1);
• B2: Bomba do Tanque para o Reservatório (LED 2);
• B3: Bomba do Reservatório para o Tanque (LED 3);
• Seleção de Auto/Manual: IHM;
• Comandos Manuais: IHM;
• Lâmpada Amarela: LED 7;
• Lâmpada Pisca/Pisca: LED 8;
94
http://www.exsto.com.br
Máquina de Estados
Temporizadores e Contadores
Sistemas Automáticos
Conceitos:
Máquinas de Estados
Pré-requisitos:
Conhecimentos básicos Hardware de CLP;
Conhecimento do Software TIA Portal;
Lógica digital;
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Conhecer conceitos de Máquinas de Estados;
• Desenvolver Lógicas Digitais para Controle;
Recursos:
• Kit didático XC122 e XC613;
• Cabos Banana 2mm;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Conceito, Experiência e Situação Problema.
Referências:
- Software TIA Portal
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
97
http://www.exsto.com.br
Máquinas de Estados
Máquina de Estados é usada para controle de componentes discretos (Digitais) onde a máquina ou
sistema assume estados diferentes de acordo com as entrada, por exemplo o elevador que pode ir para
qualquer andar, onde estiver.
O código usado para implementação de uma Máquina de Estados é o CASE...OF:
98
http://www.exsto.com.br
Exerćıcios Práticos
1) Processo de Usinagem em uma Indústria Metalúrgica.
Em um processo de usinagem em uma indústria metalúrgica, o processo de furação em peça, ocorre de
forma seriada, ou seja, as peças são furadas automaticamente nos ”berços”utilizando uma furadeira que se
movimenta em uma guia linear através de um inversor de frequência (ON/OFF).
Elaborar um programa para controlar o sistema de furação seguindo os passos:
Ao pressionar o comando Bi-Manual (Tempo de acionamento 1 segundo), o Inversor de Frequencia
(INV 1) é acionado e a furadeira se movimenta para a direita até ficar alinhado com os berços onde estão as
peças. O posicionamento da furadeira nos berços é feito por temporizador e segue o diagrama apresentado
abaixo.
Movimento (Berços) Tempo (s)
0 para 1 4
1 para 2 3
2 para 3 2
3 para 4 6
4 para 5 5
Após a furadeira se movimentar até o berço, o motor de furação (MIT 1) é acionado por 4 segundos para
executar o trabalho. Assim que a furação em um determinado berço termina, automaticamente a furadeira
vai para o próximo berço, seguindo a sequencia 0, 1, 2, 3, 4 e 5.
Depois de furada a última peça no berço 5, o sistema todo é desligado, e o operador volta a furadeira
manualmente para o berço 0.
Em qualquer momento de processo, se o botão DESLIGA (NF) for pressionado, obrigatoriamente a
furadeira deverá percorrer os berços seguintes, seguindo a sequencia já definida, sem habilitar o motor
99
http://www.exsto.com.br
da furadeira (MIT 1). Esse procedimento garante o funcionamento das linhas de usinagem anteriores ao
processo de furação.
• Comando Bi-manual - Botões NA;
• Botão Desliga - Botão NF;
• Inversor - INV 1: Inversor de Frequência controlando Motor Trifásico;
• Furadeira - MIT 1: Motor DC do Kit didático;
100
http://www.exsto.com.br
Situação
Deseja-se usar um CLP para controlar um Portão de Garagem, criar botões na IHM para ”Abrir Portão”e
”Fechar Portão”,crie ainda na IHM um ”Botão Emergência”para parar o portão. O portão possui 2 sensores
de fim de curso, S1 (CH1) indica que o portão está totalmente aberto, S2 (CH2) indicaque o portão está
totalmente fechado. Possui ainda 1 sensor ultrassônico (CH3) com sáıda digital para indicar a passagem
do carro, ou seja, enquanto o carro estiver entrando este sensor aciona, fazer uma lógica para não deixar o
portão fechar enquanto o carro estiver na frente. Utilize ainda sinalização na IHM de Portão ”Aberto”para
indicar potão aberto e ”Atenção”para quando o portão estiver em movimento. Um LED deve ficar piscando
numa frequência de 3Hz indicando que o portão está em movimento, e um LED indicando que o portão está
parado no meio do caminho. Utilize o Inversor de Frequência para controlar o Motor Trifásico que simula
o movimento do Portão.
101
http://www.exsto.com.br
Situação
Uma Empresa possui uma Esteira Transportadora e separadora de peças, ela necessita fazer o controle
da seguinte forma: Um alimentador automático insere peças de forma aleatoriamente, no primeiro compar-
timento devem ser colocadas as peças pequenas, no segundo compartimento devem ser colocadas as peças
médias e no terceiro as peças grandes. Quando cada compartimento possuir três peças, um mensagem
para retirar as peças deve ser mostrada na IHM e o usuário deve resetar o sistema para iniciar o processo
novamente.
Para Ler a altura das peças a Esteira deve parar quando o Sensor capacitivo ao lado dos sensores ópticos
acionar, assim o usuário clica em ”Ler Altura”(IHM) e a esteira volta a acionar até chegar no compartimento
para separação;
Quando o compartimento encher com 3 peças, as próximas peças dever ser ignoradas e descartadas na
caixa de descarte, onde posteriormente voltarão para o alimentador.
Ao Lado de cada Pistão possui um Sensor Capacitivo indicando que a peça está na frente do pistão, a
esteira deve para para que a peça seja empurrada para o compartimento, e volta a funcionar quando a peça
é separada.
Cada compartimento possui um Sensor fim de curso indicando que a peça passou por ele.
Deve-se colocar um Botão para Ligar a Esteira e outro para Desligar na IHM. Obs.: A esteira possui
dois pistões de Simples ação e o último pistão de Dupla ação.
Observações:
• Liga/Desliga na IHM;
• Esteira: Motor Trifásico controlado por Inversor de frequência;
102
http://www.exsto.com.br
• Três Sensores ópticos de Altura:
– CH1: Peça Pequena;
– CH1 e CH2: Peça Média;
– CH1, CH2 e CH3: Peça Grande;
• Sensor capacitivo ao lado dos sensores de altura: CH4;
• Botão Ler altura na IHM;
• CH5: Sensor Capacitivo Compartimento 1;
• CH6: Sensor Capacitivo Compartimento 2;
• CH7: Sensor Capacitivo Compartimento 3;
• LED1: Avanço do Pistão 1, retorno por mola;
• LED2: Avanço do Pistão 2, retorno por mola;
• LED3: Avanço do Pistão 3;
• LED4: Recuo do Pistão 3;
• Botão NA 1: Sensor fim de curso 1;
• Botão NA 2: Sensor fim de curso 2;
• Botão NA 3: Sensor fim de curso 3;
103
http://www.exsto.com.br
Situação
Faça um controle de um Elevador de 4 Andares. O usuário deve chamar o elevador, ou seja, se ele
estiver no 4 andar ele deve chamar o elevador usando o botão em frente a porta do elevador, e quando o
elevador chegar ele seleciona para qual andar ele quer ir, Se o Elevador estiver subindo e o usuário chamar
para descer o elevador não pode parar pra ele durante a subida, deve chegar em seu destino para e depois
voltar. Lembre-se que o sistema possui um Sensor fim de curso em cada andar, para determinar o andar que
a cabine está. Ligue os Sinaleiros da cabine para que possa indicar em qual andar a cabine está, lembre-se
que quando o Elevador está em movimento o sinaleiro aceso é referente ao último andar percorrido. Quando
a cabine parar em algum andar a porta deve abrir sozinha, a cabine só poderá entrar em movimento com a
porta totalmente fechada.
Observações:
• Controle da Cabine e Andares - IHM;
• Sensor Fim de Curso Andar 1 - CH1;
• Sensor Fim de Curso Andar 2 - CH2;
• Sensor Fim de Curso Andar 3 - CH3;
• Sensor Fim de Curso Andar 4 - CH4;
• Sensor Fim de Curso Porta Aberta - CH5;
• Sensor Fim de Curso Porta Fechada - CH6;
• Movimento da Cabine - Motor Trifásico controlado por Inversor de Frequência;
• Motor para abrir a porta - LED 1;
• Motor para fechar a porta - LED 2;
104
http://www.exsto.com.br
Leitura/Escrita
Variáveis Analógicas
Leitura/Escrita
Conceitos:
Variáveis Analógicas
Variáveis de Processo
Pré-requisitos:
Conhecimento básicos de Ligações Elétricas;
Conhecimento na utilização de Mult́ımetro;
Conhecimento do Software TIA Portal;
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Conhecer tipos de Variáveis de Processo;
• Utilizar variáveis Analógicas para o CLP;
• Realizar a Leitura e Escrita de Variáveis Analógicas;
Recursos:
• Kit didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);
• Computador com TIA Portal Instalado;
• Mult́ımetro;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Conceito, Suporte e Experiência.
Referências:
- Software TIA Portal
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
107
http://www.exsto.com.br
Variáveis Analógicas
A variável de processo é uma grandeza f́ısica que altera seu valor em função de outras variáveis e
principalmente em relação ao tempo. O objetivo do controle de processo é o de manter uma variável
constante ou, no mı́nimo, variando dentro de certos limites estabelecidos.
Antes de ser controlada, uma variável deve ser medida, dentro de uma classe de precisão requerida pelo
pessoal do processo. A partir da medição da variável, o operador de processo pode efetuar o controle manual,
como aumentar uma pressão, diminuir uma temperatura, encher um tanque (ńıvel) ou fechar uma válvula
(vazão). Em sistema de controle automático, o sinal medido é continua e automaticamente comparado com
um valor de referência e este erro é usado como função de controle, sem a interferência do operador humano.
Em um processo industrial t́ıpico, mais de 90% das medições envolvem apenas quatro variáveis: pressão,
temperatura, vazão e ńıvel. As outras variáveis encontradas mais raramente incluem: pH, condutividade,
densidade, análise, vibração e deslocamento.
108
http://www.exsto.com.br
A maneira mais comum de realizar a leitura ou escrita em variáveis Analógicas do CLP é utilizando o
Bloco MOVE:
Para trabalhar os valores das variáveis analógicas podemos utilizar os blocos de funções Matemáticas:
109
http://www.exsto.com.br
Exerćıcios Práticos
1) Utilizando o menu ”Devices e Networks”no TIA Portal, Responda:
1. Endereço das Entradas Analógicas:
2. Endereço das Sáıdas Analógicas:
3. Tipo de Entrada Analógica (Tensão ou corrente):
4. Tipo de Sáıda Analógica (Tensão ou corrente):
5. Qual o tipo de dado que as Entradas/Sáıdas Analógicas Utilizam no CLP?
2) Crie um Programa em Ladder para que seja posśıvel mover o valor de Tensão na Entrada
AI0 para a Sáıda AQ0.
Para isto utilize a fonte de Tensão de 10V do Kit didático e 1 Potênciômetro para variação da tensão,
ligue a sáıda AQ0 ao Volt́ımetro do Kit didático. Monitore a tensão na entrada utilizando um mult́ımetro.
DESAFIO: Depois de concluir esta prática faça um programa em Texto Estruturado que faça a mesma
coisa.
110
http://www.exsto.com.br
Resolução/Conversões
Variáveis Analógicas
Resolução e Conversões
Conceitos:
Variáveis Analógicas
Conversor A/D e D/A;
Resolução;
Pré-requisitos:
Conhecimentos básicos Hardware de CLP;
Conhecimento do Software TIA Portal;
Linguagens de programação pra CLP;
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Conhecer os conceitos de Conversores A/D e D/A;
• Calcular a Resolução de Conversores A/D e D/A;
• Implementar programasutilizando-se de variáveis analógicas;
Recursos:
• Kit didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Conceito, Cálculo, Experiência e Comparação.
Referências:
- Software TIA Portal
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
113
http://www.exsto.com.br
Conversor Analógico/Digital
Os CLP é um componente Eletrônico que possui em sua construção diversos Microcontroladores, a assim
como em Microcontroladores o CLP possui Conversores A/D.
Os sistemas Microcontrolados não ”Entendem”o sinal Analógico somente Digital. Mas então como é
feita a leitura e escrita de variáveis analógicas? Estes sistemas fazem a conversão do sinal puro analógico
para um sinal Digital, onde pode ser trabalhado dentro da CPU do CLP.
Quanto maior a resolução de um Conversor A/D mais próximo do sinal analógico será a leitura.
Como mostra na imagem abaixo, temos um Conversor A/D de 3 bits, o que resulta em 8 ńıveis de tensão
para um sinal analógico.
Resolução
Define-se resolução como sendo o menor dos incrementos da grandeza a medir que pode ser detectado,
sem ambiguidades, pelo sensor. Por exemplo, para um conversor A/D de 8bits, a sua resolução é de uma
parte em 256.
Para fazer o cálculo:
No de Nı́veis = 2n (n= no de bits)
Então, Resolução:
R = Ventrada2n−1
O CLP S7-1200 possui duas Entradas analógicas de 0 a 10V e uma Sáıda analógica de 0 a 10V e 0 a
20mA.
114
http://www.exsto.com.br
Calcule:
1. Calcule a resolução de um conversor AD de 12bits:
2. Calcule a resolução de um conversor AD de 10bits:
3. Calcule a resolução de um conversor de 15bits:
4. Calcule a resolução de um conversor de 15bits para uma entrada de 0...10V:
5. Calcule a resolução de um conversor de 15bits para uma entrada de 4...20mA:
6. Qual o Valor em Decimal para uma tensão de 4,5V em um conversor A/D de 12bits e entrada de
0...10V:
7. Qual o Valor em Decimal para uma corrente de 4,5mA em um conversor A/D de 12bits e entrada de
4...20mA:
115
http://www.exsto.com.br
Exerćıcios Práticos
1) Monitoramento de Entradas Analógicas:
Crie um Programa em Ladder que faça a Leitura da Tensão na Entrada AI0 e mostre o valor desta tensão
na IHM, já convertido para tensão. Procure no Datasheet do CLP a resolução das Entradas Analógicas e da
Sáıda. Lembre-se que as Entradas e Sáıdas trabalham com o tipo de dado INT. Faça o teste para a leitura
de 10V, qual o valor é lido em Decimal?
2) Controle de Sáıdas Analógicas:
Crie um Programa em Ladder que faça a Escrita da Tensão na Sáıda AQ0, o usuário deve escrever o
valor desejado na IHM. Monitore o valor da Sáıda através do Volt́ımetro do Kit Didático.
3) Monitoramento de Temperatura:
Crie um Programa em Ladder que faça a Leitura de uma temperatura que varie de 0 a 80oC, e mostre
o valor na Tela da IHM.
Observações:
• Simulação da Temperatura: Potênciômetro 0V = 0oC e 10V = 80oC;
• Bargraph para monitoramento da Temperatura na IHM;
• Display para monitoramento da Temperatura na IHM;
116
http://www.exsto.com.br
Exerćıcios Práticos
Refaça todos os Exerćıcios Anteriores mas agora em Texto Estruturado
1) Monitoramento de Entradas Analógicas:
Crie um Programa em Texto que faça a Leitura da Tensão na Entrada AI0 e mostre o valor desta tensão
na IHM, já convertido para tensão. Procure no Datasheet do CLP a resolução das Entradas Analógicas e da
Sáıda. Lembre-se que as Entradas e Sáıdas trabalham com o tipo de dado INT. Faça o teste para a leitura
de 10V, qual o valor é lido em Decimal?
2) Controle de Sáıdas Analógicas:
Crie um Texto em Ladder que faça a Escrita da Tensão na Sáıda AQ0, o usuário deve escrever o valor
desejado na IHM. Monitore o valor da Sáıda através do Volt́ımetro do Kit Didático.
3) Monitoramento de Temperatura:
Crie um Texto em Ladder que faça a Leitura de uma temperatura que varie de 0 a 80oC, e mostre o
valor na Tela da IHM.
Observações:
• Simulação da Temperatura: Potênciômetro 0V = 0oC e 10V = 80oC;
• Bargraph para monitoramento da Temperatura na IHM;
• Display para monitoramento da Temperatura na IHM;
Reflita: Trabalhando com variáveis Analógicas, qual a melhor linguagem de programação,
porque?:
117
http://www.exsto.com.br
Simulações e Aplicações
Variáveis Analógicas
Simulações/Aplicações
Conceitos:
Variáveis Analógicas
Conversor A/D e D/A;
Resolução;
Pré-requisitos:
Conhecimentos básicos Hardware de CLP;
Conhecimento do Software TIA Portal;
Linguagens de programação pra CLP;
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Desenvolver Sistemas de Controle envolvendo variáveis Analógicas;
• Integração entre CLP e Inversor de Frequência;
Recursos:
• Kit didático XC122 e XC613;
• Cabos Banana 2mm;
• Cabo de Rede LAN (RJ-45);
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Experiência e Situação Problema.
Referências:
- n/a
120
http://www.exsto.com.br
Exerćıcios Práticos
1) Processo de Resfriamento uma Estufa
Um Estufa possui um sistema de Controle para resfriamento. Elaborar um programa para controlar o
sistema da seguinte forma:
O Motor do Ventilador é Trifásico e controlado por um Inversor de Frequência, a sáıda do inversor deve
variar até no máximo 60Hz. Dentro da Estufa existe um Sensor de Temperatura PT100.
O funcionamento do Ventilador deve ser conforme descrito:
• Abaixo de 20oC o ventilador deve permanecer desligado;
• Entre 20oC e 25oC o ventilador deve operar a 20% da potência total;
• Entre 25oC e 30oC o ventilador deve operar a 50% da potência total;
• Acima de 30oC o ventilador deve operar a 100% da potência total;
• A faixa de leitura do Sensor é de 10oC a 70oC;
Observações:
• Utilizar o Potenciômetro 0...10V para simulação
da Temperatura;
• Utilizar os I/O’s do Inversor de Frequência para
controle;
• Sáıda Analógica do CLP controla a Frequência
do Inversor;
• Na Tela da IHM deve conter:
– Temperatura em oC da estufa;
– Frequência do motor;
– Bargraph monitorando a Temperatura;
– Botão Liga/Desliga;
121
http://www.exsto.com.br
Situação
Uma Empresa de Panificação possui um Misturador para fabricação da Massa. O misturador é controlado
por um Motor Trifásico ligado a um Inversor de Frequência (0 a 60Hz).
Para encher o misturador o usuário deve pressionar ”Start”na IHM, abrindo assim as Válvulas 1 e 2
por 5s. Depois deste tempo as Válvulas são fechadas e o misturador começa a funcionar. A velocidade do
misturador depende da temperatura da água que é lida ao fim da contagem dos 5s, e depois não é mais lida,
pois o misturador entra em ciclo:
• Abaixo de 30oC:
– 100% da potência durante 5s no sentido horário;
– 75% da potência durante 4s no sentido anti-horário;
– 50% da potência durante 8s no sentido horário;
– Deve-se esperar 2s na troca de sentido de rotação do Motor;
• entre 30oC e 40oC:
– 50% da potência durante 7s no sentido horário;
– 25% da potência durante 3s no sentido anti-horário;
– 10% da potência durante 5s no sentido horário;
– Deve-se esperar 2s na troca de sentido de rotação do Motor;
122
http://www.exsto.com.br
• Acima de 40oC:
– 20% da potência durante 3s no sentido anti-horário;
– 10% da potência durante 4s no sentido horário;
– Deve-se esperar 2s na troca de sentido de rotação do Motor;
Ao final do processo deve-se abrir a Válvula 3 por 8s e esperar o comando do usuário para reiniciar o
processo.
A faixa de leitura do Sensor de Temperatura é de 0 a 70oC.
Deve-se ainda prever um botão de desliga, que deve funcionar em qualquer momento, fazendo abrir V3
por 8s.
Observações:
• Utilizar o I/O’sdo Inversor de frequência para controle;
• Utilizar o Potênciômetro para simulação da Temperatura;
• V1, V2 e V3 simuladas através dos LED’s do Kit;
• A IHM deve conter:
– Botão de Start;
– Botão Desliga;
– Situação atual de todas as Válvulas;
– Situação do Motor Trifásico e Sentido de giro;
• Sáıda Analógica do CLP controla a Frequência do Inversor;
123
http://www.exsto.com.br
Situação
Uma Empresa de Refrigerante possui um sistema automático para enchimento das garrafas. As garrafas
são separadas e inseridas em uma esteira, quando o Sensor 1 identifica uma borda de descida, a esteira para
e a Válvula 1 é aberta até encher a garrara. Um Sensor de Pressão S2 é usado para determinar o enchimento
da garrafa (0 a 10V). Depois de 10 Garrafas passadas por S3, o sistema deve parar e uma mensagem deve
ser mostrada para o usuário para que ele retire a caixa e coloque outra. A esteira é controlada por um
Motor Trifásico ligado a um Inversor de Frequência (0 a 60Hz).
Observações:
• Utilizar o I/O’s do Inversor de frequência para controle;
• Utilizar o Potênciômetro para simulação do sensor de pressão;
• S1 e S3 devem ser simulados através de botões NA;
• V1: utilizar um LED do Kit;
• A IHM deve conter:
– Botão de Start;
– Botão Desliga Geral;
– Botão de Restart, para troca da caixa;
– Status da Esteira e da Válvula;
– Nı́vel da garrafa em %;
124
http://www.exsto.com.br
Projeto 1 - Controle de Nível do Tanque
Projetos e Sistemas de Controle 
Industrial
Projeto 1 - Controle de Ńıvel do Tanque
Conceitos:
Lógica Digital
Hardware de CLP Lógica de Programação
Pré-requisitos:
Conhecimentos do Software TIA Portal
Conhecimentos de Linguagens de Programação de CLP
Conhecimentos em Ligações Elétricas
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Criar Projetos para Automação Industrial;
• Programar e Testar Lógicas de Controle no CLP;
• Realizar a ligação elétrica no CLP para Testes;
Recursos:
• Kit Didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Situação Problema.
Referências:
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
127
http://www.exsto.com.br
Situação
Uma Empresa faz o controle de ńıvel do Tanque de Abastecimento da água utilizada no seu processo
produtivo.
A Válvula 2 deve abrir sempre que o Sensor 2 não detectar água, quando a válvula 2 é aberta o Tanque
enche. A Válvula 1 é aberta sempre que o sensor de ńıvel mı́nimo da caixa de abastecimento dentro da
Empresa estiver em ńıvel lógico 0, liberando água para a caixa de abastecimento dentro da Empresa, e deve
ser fechada quando o Sensor de ńıvel máximo da caixa estiver em ńıvel lógico 1.
• S1 (CH1) - ligado a Entrada do CLP;
• S2 (CH2) - ligado a Entrada do CLP;
• V1 - LED ligado a Sáıda do CLP;
• V2 - LED ligado a Sáıda do CLP;
• Sensor de ńıvel mı́nimo (CH3) - ligado a Entrada do CLP;
• Sensor de ńıvel máximo (CH4) - ligado a Entrada do CLP;
Crie um programa na IHM que mostre o Estado atual dos Sensores do Tanque, da caixa e das válvulas.
OBS: O CLP utilizado deverá ser o S7-1200.
128
http://www.exsto.com.br
Projeto 2 - Processo de Enchimento de Garrafas
Projetos e Sistemas de Controle 
Industrial
Projeto 2 - Processo de Enchimento de Garrafas
Conceitos:
Lógica Digital
Hardware de CLP Lógica de Programação
Pré-requisitos:
Conhecimentos do Software TIA Portal
Conhecimentos de Linguagens de Programação de CLP
Conhecimentos em Ligações Elétricas
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Criar Projetos para Automação Industrial;
• Programar e Testar Lógicas de Controle no CLP;
• Realizar a ligação elétrica no CLP para Testes;
Recursos:
• Kit Didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Situação Problema.
Referências:
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
131
http://www.exsto.com.br
Situação
Uma Empresa de Refrigerante possui um sistema automático para enchimento das garrafas. As garrafas
são separadas e inseridas em uma esteira, quando o Sensor 1 identifica uma borda de descida, a esteira para
e a Válvula 1 é aberta até encher a garrara. Um Sensor de Pressão S2 é usado para determinar o enchimento
da garrafa (1 garrafa cheia). Depois de 10 Garrafas passadas por S3, o sistema deve parar e uma mensagem
deve ser mostrada para o usuário para que ele retire a caixa e coloque outra. A esteira é controlada por um
Motor Trifásico ligado a um Inversor de Frequência (60Hz).
Observações:
• S1, S2 e S3 devem ser simulados através de botões NA (ligados às entradas do CLP);
• V1: LED ligado a Sáıda do CLP;
• Motor da Esteira (Utilizar um Inversor de frequência se dispońıvel ou Motor DC do Kit);
• A IHM deve conter:
– Botão de Start;
– Botão Desliga Geral;
– Botão de Restart, para troca da caixa;
– Status da Esteira e da Válvula;
132
http://www.exsto.com.br
Projeto 3 - Controle de Esteira e Furadeira
Projetos e Sistemas de Controle 
Industrial
Projeto 3 - Controle de Esteira e Furadeira
Conceitos:
Lógica Digital
Hardware de CLP Lógica de Programação
Pré-requisitos:
Conhecimentos do Software TIA Portal
Conhecimentos de Linguagens de Programação de CLP
Conhecimentos em Ligações Elétricas
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Criar Projetos para Automação Industrial;
• Programar e Testar Lógicas de Controle no CLP;
• Realizar a ligação elétrica no CLP para Testes;
Recursos:
• Kit Didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Situação Problema.
Referências:
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
135
http://www.exsto.com.br
Situação
Uma Empresa muito Grande possui vários sistemas e máquinas, todos os Sistemas e Máquinas são
integrados e controlados por um único CLP.
O Sistema da Esteira e Furadeira deve funcionar da seguinte forma:
As Peças saem da usinagem e entram na Esteira, a Esteira é comandada por um Motor Trifásico ”M1”.
O Sensor 1 detecta a posição da peça para o processo de furação, a peça está pronta para furação quando
houver uma transição de descida em S1, neste momento deve-se ligar os motores da furadeira M2 e M3,
assim a furadeira desce furando a peça. Quando S2 detecta o final de curso da Furadeira o Motor ”M3”deve
parar e ”M2”deve voltar no sentido contrário até que ”S3”detecte o fim de curso da furadeira, parando o
Motor ”M2”e religando a Esteira, fazendo o mesmo processo até que a próxima peça esteja pronta para ser
furada.
Deve-se ainda colocar um Botão de Start, um botão de Desliga e um Botão de Emergência na Esteira.
Na sala de Controle deve haver um botão de emergência para desligar o Sistema de Esteira e Furação.
A IHM também deve possuir um Botão de Start, Desliga e contagem das peças furadas, com um reset
manual na própria IHM para que o operador resete a contagem toda vez que se iniciar um turno de trabalho.
136
http://www.exsto.com.br
Projeto 4 - Controle de Estoque Vertical
Projetos e Sistemas de Controle 
Industrial
Projeto 4 - Controle de Estoque Vertical
Conceitos:
Lógica Digital
Hardware de CLP Lógica de Programação
Pré-requisitos:
Conhecimentos do Software TIA Portal
Conhecimentosde Linguagens de Programação de CLP
Conhecimentos em Ligações Elétricas
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Criar Projetos para Automação Industrial;
• Programar e Testar Lógicas de Controle no CLP;
• Realizar a ligação elétrica no CLP para Testes;
Recursos:
• Kit Didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Situação Problema.
Referências:
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
139
http://www.exsto.com.br
Situação
Uma Empresa faz o armazenamento de barris de Petróleo em um Estoque Vertical de 6 andares.
O Robô Responsável por pegar os barris do caminhão e colocar no andar funciona da seguinte forma:
• Seleção do Andar através de uma IHM;
• Start do Operador;
• Avanço no eixo X (positivo) para pegar o barril (M1 por 3s);
• Garra para Segurar o Barril (Pistão com retorno por mola - P1);
• Retorno para o ponto 0 no eixo X (M1 (sentido contrário por 3s);
• Subida e descida do Robô (M2);
• Avanço no eixo X (negativo) para guardar o barril (M1 por 5s);
• Retorno para o ponto 0 no eixo X (M1 por 5s);
• Depois de terminar o processo o Robô volta para o Ponto 0 (X,Y);
• Para deslocamento de um andar para o outro o Robô demorara 4s;
140
http://www.exsto.com.br
Projeto 5 - Processo de Fabricação de Shampoo
Projetos e Sistemas de Controle 
Industrial
Projeto 5 - Processo de Fabricação de Shampoo
Conceitos:
Lógica Digital
Hardware de CLP Lógica de Programação
Pré-requisitos:
Conhecimentos do Software TIA Portal
Conhecimentos de Linguagens de Programação de CLP
Conhecimentos em Ligações Elétricas
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Criar Projetos para Automação Industrial;
• Programar e Testar Lógicas de Controle no CLP;
• Realizar a ligação elétrica no CLP para Testes;
Recursos:
• Kit Didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Situação Problema.
Referências:
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
143
http://www.exsto.com.br
Situação
Uma Empresa possui um processo de fabricação de Shampoo, onde utiliza água para em um processor
de Misturador para preparação do Shampoo. Porém algumas máquinas envolvidas no processo necessitam
de Resfriamento, e a máquina responsável pelo processo de resfriamento utiliza água do mesmo reservatório
que alimenta o Misturador.
O Processo funciona da seguinte forma:
• A Bomba liga sempre que S2 não detecta mais água, e desliga quando enche o reservatório;
• O Processo é composto por um CLP S7-1200 e um Inversor de Frequência;
• O CLP é responsável por controlar todo o processo;
• Reservatório e Bomba:
– S1 e S2 estão ligados nas Entradas do CLP;
– V1, V3 e V4 estão ligadas nas Sáıdas do CLP;
– M1 é controlado por um Contator que está ligado na Sáıda do CLP;
144
http://www.exsto.com.br
• Um Inversor de Frequência é responsável por controlar o Misturador:
– S3 e S4 estão ligados nas Entradas Entradas do CLP;
– V2 está ligada na Sáıda do CLP;
– M2 é controlado pelo Inversor de Frequência e funciona com o Seguinte ciclo:
∗ O usuário pressiona Start na IHM, então as válvulas V1 e V3 são abertas até encher o
Misturador;
∗ Com o Misturador cheio o Motor funciona durante 5s no sentido horário a 25Hz;
∗ 7s no sentido anti-horário a 40Hz;
∗ 4s no sentido horário a 60Hz;
∗ A Rampa de aceleração e desaceleração deve ser 1s;
∗ Ao fim do Processo V2 Abre e quando sair toda a mistura V2 fecha;
• A Máquina de Resfriamento possui um Sensor de Temperatura ligado na Entrada analógica do CLP
(0...10V);
• Quando a temperatura ultrapassar 70oC, V4 e V1 devem ser abertas por 8s para resfriar a Máquina;
• V1, V3 e V4 não podem ser abertas se não houver água no Reservatório;
• Sensor de Temperatura mede de 20 a 150oC;
• Deve-se ter um botão de emergência ligado a entrada do CLP;
• Na tela da IHM deve constar:
– Botão de Start do Misturador;
– Liga/Desliga o sistema Geral;
– Temperatura da Máquina de Resfriamento;
– Velocidade do Motor M2 em Hz;
– Status de todos os Sensores e Válvulas;
– Status do Motor M1;
145
http://www.exsto.com.br
Projeto 6 - Processo com Misturador
Projetos e Sistemas de Controle 
Industrial
Projeto 6 - Processo com Misturador
Conceitos:
Lógica Digital
Hardware de CLP Lógica de Programação
Pré-requisitos:
Conhecimentos do Software TIA Portal
Conhecimentos de Linguagens de Programação de CLP
Conhecimentos em Ligações Elétricas
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Criar Projetos para Automação Industrial;
• Programar e Testar Lógicas de Controle no CLP;
• Realizar a ligação elétrica no CLP para Testes;
Recursos:
• Kit Didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Situação Problema.
Referências:
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
148
http://www.exsto.com.br
Situação
Uma Empresa de Cerveja possui um Misturador. O misturador é controlado por um Motor Trifásico
ligado a um Inversor de Frequência (0 a 60Hz).
A Entrada de água e Cevada é cont́ınua.
• Quando o Usuário pressiona Start na IHM o sistema começa a funcionar;
• ST é um Sensor de Temperatura que determina a velocidade do Motor:
– Abaixo de 25oC - 60Hz;
– Entre 25oC e 40oC - 40Hz;
– Acima de 40oC - 20Hz;
– Sensor de Temperatura (0...10V - 0...60oC) ligado na Entrada AI0 do CLP;
• S1 mede o ńıvel da substância no Misturador (0...10V - 0...100%) ligado na Entrada AI1 do CLP;
• O Motor só pode ligar acima de 50% do ńıvel no misturador;
• V3 é uma Válvula ligada na Sáıda do CLP e deve abrir somente se o ńıvel form maior que 80%;
149
http://www.exsto.com.br
• O Motor do Misturador é controlado por um Inversor de Frequência que possui a Entrada analógica
ligada na Sáıda AO0 do CLP;
• A IHM deve conter:
– Star/Stop do sistema;
– Valor da Temperatura;
– Valor do Nı́vel no Misturador;
– Status da Válvula V3
– Frequência do Motor;
150
http://www.exsto.com.br
Projeto 7 - Controle de Esteiras para Embalagens
Projetos e Sistemas de Controle 
Industrial
Projeto 7 - Controle de Esteiras para Embalagens
Conceitos:
Lógica Digital
Hardware de CLP Lógica de Programação
Pré-requisitos:
Conhecimentos do Software TIA Portal
Conhecimentos de Linguagens de Programação de CLP
Conhecimentos em Ligações Elétricas
Instruções de aplicação:
Máximo Três Alunos por Posto de Trabalho;
Objetivos Espećıficos:
• Criar Projetos para Automação Industrial;
• Programar e Testar Lógicas de Controle no CLP;
• Realizar a ligação elétrica no CLP para Testes;
Recursos:
• Kit Didático XC122;
• Cabos Banana 2mm;
• Computador com TIA Portal Instalado;
T́ıtulo das atividades que serão utilizadas:
Situação Problema.
Referências:
- Franchi, Claiton Moro, Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos / Clayton Moro Franchi,
Valter Lúıs Arlindo de Camargo. – 1aed. – São Paulo: Érica, 2008.
153
http://www.exsto.com.br
Situação
Uma Empresa possui um Sistema de Esteiras para embalagem final de seu Produto. Depois de ser
Embalado o Produto é colocado na Esteira 1 que possui 300m e chega até a esteira 2 de 5m para ser
colocado nas caixas:
As Esteiras são controladas por um CLP, com