Aula 11 - Interface Homem Máquina - IHM

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Profo Elias Aguiar
032001428@prof.uninorte.com.br
Automação e Controle
Na aula passada...
Circuitos de Autorretenção
 O circuito utilizado para essa finalidade é chamado de
“selo” ou trava. Os selos são combinações entre elementos
destinados a manter uma saída ligada, quando se utilizam
botoeiras de pressão (ou de contato momentâneo).
Exercícios
Instruções Set e Reset
 As bobinas com Autorretenção são ativadas e desativadas pelas
instruções set e reset respectivamente.
 As bobinas retentivas são aquelas capazes de “lembrar” do
estado em que se encontravam quando ocorreu uma falta de
energia elétrica, por exemplo.
Exercício com Instruções Set e Reset
Interface Homem Máquina
O que é Interface Homem Máquina?
O que é Interface Homem Máquina?
O que é IHM?
 É o canal de comunicação entre o homem e o computador,
através do qual interagem, visando atingir um objetivo
comum.
 É o conjunto de comandos de controle do usuário +
respostas do computador, constituídos por sinais (gráficos,
acústicos e tácteis)
O que é IHM?
 É parte de um sistema computacional com a qual uma
pessoa entra em contato físico, perceptual e
conceitualmente.
O que é IHM?
 A Interação Homem Máquina demanda o conhecimento
tanto de máquinas como do próprio ser humano.
IHM na Indústria?
Controle na Automação
O que é o Controle na Automação?
Controle
 O Controle utiliza teorias para calcular parâmetros de um
controlador que faça o sistema evoluir da forma desejada e
adaptativa às mudanças dos principais elementos sob
controle.
Controle
Controle na Automação
 Existem, basicamente, dois segmentos da automação
industrial, segundo a manipulação das variáveis a serem
controladas.
• Controle de Processo do tipo contínuo (Controle de
Processos, Controle Regulatório)
• Controle do tipo discreto (Controle Discreto).
Controle na Automação
 Processos discretos
• Indústrias manufatureiras de fabricação por lote
o Ex: indústria automobilística
 Processos contínuos
• Indústrias de processo de manipulação
o Ex: indústria química, farmacêutica, petroquímica
Controle na Automação
Controlador Lógico Programável - CLP
 A forma básica de programação é oriunda da lógica de
programação dos diagramas elétricos a relés.
 Próprio para ambientes industriais, os controladores
realizam uma rotina cíclica de operação, o que caracteriza
seu princípio de funcionamento, e operam apenas variáveis
digitais, efetuando controle discreto.
Controlador Programável
 Quando os equipamentos manipulam variáveis analógicas.
 Efetuam técnicas de ação de controle dos mais diversos
tipos:
• Proporcional – Integral – Derivativo (PID)
• Adaptativo (não linear)
• Lógica Fuzzy (lógica nebulosa)
• Controle Preditivo
• entre outros ....
Controle Distribuído
 Avanço das técnicas de transmissão;
 Salas de controle distribuídas geograficamente foram
interligadas e conectadas a uma única central de
supervisão;
 Controle Hierárquico - > Distribuído;
 Surge então o Sistema Digital de Controle Distribuído –
SDCD;
 Padronização dos equipamentos (sensores, controle e
atuação nos mais diferentes níveis).
Hierarquia da Automação
Linguagens de Programação
 É um meio de transmissão de informações entre dois ou
mais elementos com capacidade de se comunicarem.
 Instrução: comando que permite a um sistema com
capacidade computacional realizar determinada operação.
 Linguagem de programação: conjunto padronizado de
instruções que o sistema operacional é capaz de
reconhecer.
Linguagens de Programação
 Programar: fornecer uma série de instruções a um sistema
com capacidade computacional, de maneira que ele seja
capaz de comportar-se deterministicamente.
 Programador: é responsável por prever as situações
possíveis do sistema, planejar uma estratégia de controle e
codificar as instruções em uma linguagem de programação
padronizada.
Linguagens de Programação
 Um controlador lógico programável, tem seu
funcionamento baseado num sistema de microcomputador
onde se tem uma estrutura de software que realiza
continuamente ciclos de varredura.
 É importante observar que quando cada etapa do ciclo é
executada, as outras etapas ficam inativas. O tempo total
para realizar o ciclo é denominado CLOCK. Isso justifica a
exigência de processadores com velocidades cada vez mais
altas.
Linguagens de Programação
Norma IEC 1131
 A IEC 1131 é o único padrão global para programação de
controle industrial.
 Houve a necessidade de estabelecer um padrão aberto para
CLPs visando a uniformização de procedimentos por
diversos fabricantes.
 Foi criado um grupo de trabalho no IEC (International
Electrotechnical Commission) para estabelecer as normas a
todo o ciclo de desenvolvimento dos CLPs - Controladores
Lógicos Programáveis.
Norma IEC 1131
 No início da década de 1990, o IEC publicou várias partes da
norma IEC 1131 que cobre o ciclo de vida completo dos
CLPs.
 Alguns anos depois essa norma foi revisada e recebeu o
número IEC 61131-3 cuja terceira parte trata das linguagens
de programação
Linguagens de Programação
 Visando atender aos diversos segmentos da indústria, incluindo
seus usuários, e uniformizar várias metodologias de programação
dos controladores industriais, a norma IEC 61131-3 definiu
semanticamente cinco linguagens de programação:
• Diagrama de Blocos de Funções (FBD – Function Block Diagram)
• Linguagem Ladder (LD – Ladder Diagram)
• Sequenciamento Gráfico de Funções (SFC – System Function Chart)
ou Grafcet
• Lista de Instruções (IL – Instruction List)
• Texto Estruturado (ST – Structured Text)
Diagrama de Blocos de Funções
 É uma das linguagens gráficas de programação, muito popular na
Europa, cujos elementos são expressos por blocos interligados,
semelhantes aos utilizados em eletrônica digital.
 Essa linguagem permite um desenvolvimento hierárquico e
modular do software, uma vez que podem ser construídos blocos
de funções mais complexos a partir de outros menores e mais
simples.
Linguagem Ladder
 É uma linguagem gráfica baseada na lógica de relés e
contatos elétricos para a realização de circuitos de
comandos de acionamentos.
 Por ser a primeira linguagem utilizada pelos fabricantes, é a
mais difundida e encontrada em quase todos os CLPs da
atual geração.
 Bobinas e contatos são os símbolos utilizados nessa
linguagem. –| |– ; –|/|– ; –( )–
Sequenciamento Gráfico de Funções 
(SFC) ou Grafcet
 É uma linguagem gráfica que permite a descrição de ações
sequenciais, paralelas e alternativas existentes numa aplicação de
controle.
 Fornece os meios para estruturar uma unidade de organização de
um programa num conjunto de etapas separadas por transições.
Sequenciamento Gráfico de Funções 
(SFC) ou Grafcet
Lista de Instruções
 Inspirada na linguagem assembly e puramente sequencial, é
caracterizada por instruções que possuem um operador e,
dependendo do tipo de operação, podem incluir um ou mais
operandos, separados por vírgulas.
 É indicada para pequenos CLPs ou para controle de processos
simples.
Lista de Instruções
Texto Estruturado
 É uma linguagem textual de alto nível, inspirada na linguagem
Pascal, contém os elementos essenciais de uma linguagem de
programação moderna.
 É a mais recomendada para aplicações complexas que envolvam
a descrição de comportamento sequencial.
Texto Estruturado
Aplicação de Linguagens de 
Programação aos CLP’s
 A seleção da linguagem a ser utilizada depende de diversos
fatores:
• Disponibilidade da linguagem no CLP;
• Grau de conhecimento do programador;
• Solução a ser implementada;
• Nível de descrição do sistema;
• Estrutura do sistema de controle.
Exemplo de Programação
 Implementação da equação lógica L = A . B em quatro
linguagens diferentes
Dúvidas