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279 Controladores Lógicos Programáveis. 6.1 INTRODUÇÃO. Os Controladores Lógicos Programáveis mais conhecidos como CLP podem ser vistos nas figuras abaixo sendo que a foto foi tirada dentro da praça de máquinas, são equipamentos dispositivos eletrônicos utilizados em sistemas de automação flexível que será explicada na descentralização da inteligência. São ferramentas de trabalho que vêem sendo muito úteis e versáteis para aplicações em sistemas de acionamentos e controles nas embarcações como, por exemplo: controle de partida estrela-triângulo dos Bow Thruster, pressão do combustível antes da bomba injetora; pressão do combustível após a bomba injetora; tempo de injeção; pressão de combustão; temperatura da exaustão de gases; análise dos gases de descargas e etc. De um modo geral, quer se trate de uma instalação industrial, na Marinha Mercante ou mesmo para fins comerciais, alguns aspectos devemos levar em conta, quando pensamos nas tecnologias disponíveis para esses fins, como, por exemplo, nas embarcações, onde o meio marítimo oferece um ambiente hostil aos componentes eletrônicos, ocasionando corrosão pela ação do salitre, vibrações mecânicas pelo elevado impacto proveniente dos motores de grande potências, condensação da umidade do, picos de energia, temperaturas elevadas, gases poluentes e outros empecilhos. Esses são alguns dos problemas que um controlador Lógico Programável terá que superar dentro da Marinha Mercante. 280 6.1.1 Sistemas Dedicados x Sistemas Programáveis . Nos dias atuais, a passagem do conceito de sistemas de controle fechados, onde são usadas soluções eletrônicas dedicadas. Cujo principal inconveniente é de não permitir a capacidade de comunicação com sistemas de supervisão (softwares supervisórios) e ainda, a possibilidade de comunicação remota. Para sistemas de controle baseados em plataformas que permitam a integração dos diversos sistemas, num sistema com capacidade de gerenciamento e supervisão local e remota de uma parca de máquinas. Uma outra tendência é a descentralização da inteligência, isto é possível pela a enorme flexibilidade de opções de hardware de CLP’s com diversas configurações de entradas e saídas é mais conveniente a criação de arquiteturas do tipo “Mestre-Escravo” como pode ser visto pelo diagrama abaixo, onde controladores pequenos monitoram e supervisionam equipamentos na praça de máquinas que se comunicam com controladores mestre que supervisionam os controladores escravos pelo Centro de Controle de Motores e pelo Passadiço. 6.1.2 Desenvolvimento Histór ico da Automação. O Controlador Lógico Programável (C.L.P.) nasceu praticamente dentro da indústria automobilística americana, especificamente na Hydronic Division da General Motors , em 1968, devido a grande dificuldade de mudar a lógica que controla os painéis de comando a cada mudança na linha de montagem. Tais mudanças implicavam em altos gastos de tempo e dinheiro. (Natale, 1996) Sob a liderança do engenheiro Richard Morley, foi preparada uma especificação que refletia as necessidades de muitos usuários de circuitos à reles, não só da indústria automobilística, como de toda a indústria manufatureira. Nascia assim, um equipamento bastante versátil e de fácil utilização, que vem se aprimorando constantemente, diversificando cada vez mais os setores industriais e suas aplicações, o que justifica hoje um mercado mundial estimado em 10 bilhões de dólares anuais. (Natale, 1996) 281 Desde o seu aparecimento, até hoje, muita coisa evoluiu nos controladores lógicos, como a variedade de tipos de entradas e saídas, o aumento da velocidade de processamento, a inclusão de blocos lógicos complexos para tratamento das entradas e saídas e principalmente o modo de programação e a interface com o usuário. Divisão histórica dos Controladores Lógicos Programáveis Os CLPs são historicamente divididos de acordo com o sistema de programação por ele utilizado: 1ª. Geração: Os CLPs de primeira geração se caracterizam pela programação intimamente ligada ao hardware do equipamento. A linguagem utilizada era o Assembly que variava de acordo com o processador utilizado no projeto do CLP, ou seja, para poder programar era necessário conhecer a eletrônica do projeto do CLP. Assim a tarefa de programação era desenvolvida por uma equipe técnica altamente qualificada, gravando-se o programa em memória EPROM, sendo realizada normalmente no laboratório junto com a construção do CLP. 2ª. Geração: Aparecem as primeiras “Linguagens de Programação” não tão dependentes do hardware do equipamento, possíveis pela inclusão de um “Programa Monitor” no CLP, o qual converte (no jargão técnico, Compila), as instruções do programa, verifica o estado das entradas, compara com as instruções do programa do usuário e altera os estados das saídas. Os Terminais de Programação (ou Maletas, como eram conhecidas) eram na verdade Programadores de Memória EPROM. As memórias depois de programadas eram colocadas no CLP para que o programa do usuário fosse executado. 3ª. Geração: Os CLPs passam a ter uma Entrada de Programação, onde um Teclado ou Programador Portátil é conectado, podendo alterar, apagar, gravar o programa do usuário, além de realizar testes (Debug ) no equipamento e no programa. A estrutura física também sofre alterações sendo a tendência para os Sistemas Modulares com Bastidores ou Racks. 4ª. Geração: Com a popularização e a diminuição dos preços dos micros - computadores (normalmente clones do IBM PC), os CLPs passaram a incluir uma entrada para a comunicação serial. Com o auxílio dos microcomputadores a tarefa de programação passou a ser realizada nestes. As vantagens eram a utilização de várias representações das linguagens, possibilidade de simulações e testes, treinamento e ajuda por parte do software de programação, possibilidade de armazenamento de vários programas no micro, entre outros. 5ª. Geração: Atualmente existe uma preocupação em padronizar protocolos de comunicação para os CLPs, de modo a proporcionar que o equipamento de um fabricante “converse” com o equipamento outro fabricante, não só CLPs, como Controladores de Processos, Sistemas Supervisórios, Redes Internas de Comunicação e etc., proporcionando uma integração a fim de facilitar a automação, gerenciamento e desenvolvimento de plantas industriais mais flexíveis e normalizadas, fruto da chamada Globalização. Existe uma Fundação Mundial para o estabelecimento de normas e protocolos de comunicação. 282 6.2 Princípio de Funcionamento de um CLP. O objetivo desse capítulo é entender como é realizado o seu ciclo de varredura, a definição do CLP e as suas vantagens e desvantagens. A figura abaixo representa as três partes de uma estrutura básica de um CLP. Definição do princípio de funcionamento. A cada ciclo de máquinas (Scan), o CLP ler as entradas armazenando seus valores em registros (memórias) previamente configurados, executa as instruções da programação e atualiza os endereços utilizados para saída, ou seja, ler as entradas, executando o programa e atualizando as saídas. Os sinais são lidos e transferidos para uma unidade de memória interna que é denominada de memória imagem de entrada. Estes sinais são associados entre si e aos sinais internos. Ao término do ciclo de varredura, os resultados são transferidos à memória imagem de saída e então plicados aos terminais de saída. Este ciclo esta representado pela figura a seguir. 283 Definição do CLP: É um dispositivo de controle microprocessado, quando programado pode executar instruções que controlam máquina e plantas de processos, através da implementação de funções específicas tais como: Lógica de controle, seqüenciamento, controle de tempo,contagem e operações aritméticas. As vantagens que a automação trouxe para Marinha Mercante podem ser analisadas abaixo: 1) Aumenta o tem de funcionamento (produtividade) devido a facilidade de manutenção e de diagnóstico de defeitos. Maior rapidez na execução de tarefas como exemplo: No caso da praça de máquinas, a concentração de diversos controles no Centro de Controle de Motores (CCM), com isso, permitindo a monitoração e o controle dos processos. 2) Aumento da qualidade do serviço devido a integração de vários equipamentos com alarmes visuais e sonoros dentro do CCM, com isso, um operador pode monitorar todo o processo, enquanto o oficial de máquinas executa diversas manutenções. 284 3) Redução do espaço físico devido o seu tamanho físico e da economia da instalação através da fiação. 4) Não produzem centelhamento, podendo ficar dentro da casa de bombas. 5) Menor consumo de energia, onde as fontes de energia são limitadas nas embarcações. 6) Maior rapidez na elaboração dos projetos. 7) Interfaces de comunicação com outros CLP’s e computadores localizados no passadiço, como monitoração da pressão, temperatura, nível e de quantidade de oxigênio no passadiço. 8) Melhora a segurança dos operados Desvantagens da automação na Marinha Mercante. 1) Redução do número de tripulantes. 2) Exige mão de obra qualificada para ser trabalhar com esses computadores. 6.3 Definição dois Níveis de Automação. De uma forma geral, podemos dividir um sistema de Automação em 4 níveis, a saber: NÍVEL 0 – Representa o “Chão-de-fábrica”, quer dizer, os equipamentos instalados diretamente nas máquinas ou planta de processo. Exemplos: Motores, Sensores, Acionadores, Painéis de Comando, Sinalizações. NÍVEL 1 – Representa a parte lógica, ligada diretamente a animação e controle das máquinas ou planta de processo. Exemplos: CLP’s e sua programação, Interfaces – Homem-Máquina, Sistemas eletrônicos específicos de controle. NÍVEL 2 – É o nível de supervisão, ou gestão, de um processo. Normalmente não participa diretamente na animação e controle, embora algumas vezes isto aconteça. Sua função principal é trabalhar na gestão dos dados envidados ou gerados pelo processo. Fisicamente, este nível é constituído por Microcomputadores ou Computadores de maior porte. Exemplos de funcionalidades N2: Gestão de receitas (parâmetros do processo) e envio destas ao N1 Geração de relatórios de produção, através de dados recebidos do N1 285 Geração de gráficos históricos ou de tendências de variáveis do processo. Gestão de eventos, mensagens de defeitos ou alarmes do processo NÍVEL 3 – É a interface entre o(s) processo(s) e os Sistemas Corporativos. Exemplos de funcionalidades N3: Gestão de estoque, Gestão de produção, Traçabilidade e Controle estatístico do processo 6.4 Arquitetura Do CLP. A arquitetura de um controlador programável é basicamente a mesma de um computador como pode ser vista na figura abaixo, onde os principais componentes que constitui o CLP, são os seguintes: fonte, CPU, Memória e os Módulos de Entradas e Saídas. Entretanto existem algumas características importantes que diferem o CLP dos computadores. Podemos dizer que todos os CLP´s são computadores por definição, mas nem todos os computadores são CLP´s. A diferença está nos métodos de programação, operação, considerações ambientais e manutenção. Di/DO = DIGITAL INPUT/DIGITAL OUTPUT = ENTRADA E SAÍDA DIGITAL AI/AO = ANALOG INPUT/ANALOG OUTPUT = ENTRADA E SAÍDA DIGITAL É importantíssimo durante a programação da parte física (Hardware) do CLP, configurar todos os módulos (Fonte, CPU, Mod. Digital e etc) existentes, de acordo com cada endereço físico “SM” (slot ou ranhura) especificado para cada módulo, onde será explicado detalhadamente na parte de comandos elétricos. 286 6.4.1 Fonte de Alimentação. Fonte de alimentação – Fornece todos os níveis de tensões exigíveis para as operações internas do CLP. A Fonte de Alimentação tem normalmente as seguintes funções básicas: Converter a tensão da rede elétrica (110 ou 220 VCA) para a tensão de alimentação dos circuitos eletrônicos, (+ 5Vcc para o microprocessador , memórias e circuitos auxiliares e +/- 12 Vcc para a comunicação com o programador ou computador ); Manter a carga da bateria, nos sistemas que utilizam relógio em tempo real e Memória do tipo R.ªM.; -Fornecer tensão para alimentação das entradas e saídas (12 ou 24 Vcc). 6.4.2 Unidade Central de Processamento. A principal função é atualiza as saídas de acordo com os estados das entradas. Também pode ser chamado de CPU e é responsável pelo funcionamento lógico de todos os circuitos. O processador lê dados de entradas de vários dispositivos, executa o programa do usuário armazenado na memória e envia dados de saída para comandar os dispositivos de controle. Este processo de leituras das entradas, execução do programa e controle das saídas é feito de uma forma contínua e é chamado de ciclo de varredura. As características mais comuns são: - Microprocessadores ou Microcontroladores de 8, 16 ou 32 bits (INTEL 80xx, MOTOROLA 68xx, ZILOG Z80xx, PIC 16xx); - Endereçamento de memória de até 1Mega Byte; - Velocidades de CLOCK variando de 4 a 100 MHZ; - Manipulação de dados decimais, octais e hexadecimais. Na própria CPU. 6.4.3 Memória. A memória fornece um meio para armazenar e recuperar dados. Os CLP’s utilizam também um micro cartão para expansão da memória e alguns modelos ficam intertravados se não utilizarem esses micro cartão. É dividido em 3 partes: memória RAM, ROM e EEPROM. 287 6.4.3.1 Memória (Eprom’s). Esta memória é do tipo ROM – “Ready Only Memory”, ou seja, memória apenas de leitura. As informações já vêm gravadas de fábrica, na qual impossibilita a escrita na mesma. Nem todas as ROM são projetadas para armazenarem dados permanentes, como é o caso da EEPROM, onde os dados podem ser apagados por sinais elétricos específicos, por isso, a origem EEPROM: memória apenas de leitura eletricamente apagável. 6.4.3.2 Memória de programa volátil (RAM). A memória ou RAM Random Acess Memory (Memória de Acesso Aleatória), tem a função de armazenar o programa feito pelo programador. Caso haja falta de alimentação e o CLP não seja provido de bateria todo o programa será perdido, por se tratar de uma memória do tipo volátil. 6.4.4 Módulos (cartão) de entrada e saída. Os cartões ou módulos de entrada podem recebe diversas informações vindas do processo através da comutação dos dispositivos que estão conectados ao CLP, ou seja, um determinado nível de tensão é aplicado na entrada quando algum determinado dispositivo assume um valor lógico de 0 para 1. Nível zero significa desligado e um ligado. Exemplo: Foi alarmado no sistema supervisório, tempo excessivo de abertura de uma válvula, ou seja, o cilindro pneumático foi acionado por uma válvula servopilota do tipo VCD (Válvula de Controle Direcional de cinco posições e três vias com acionamento por solenóide) e o atuador não percorreu todo o seu curso, na qual a chave magnética ou o fim de curso eletromecânico não foi acionado devido um escapamento na parte interna do cilindro, ou no embolo da VCD que travou e etc. As principais características de alimentações dos módulos de entradas analógicos: � Tensão de 0 a 10 V, corrente de 4 a 20 mA, resistência – vai depender do tipo de medidor e módulos apropriado para leitura de termopares. As principais características de alimentações dos módulos de saídas analógicos: � Tensão de 0 a 10 V, -10 V a +10 e corrente de 4 0 20 mA. 288 6.4.5 As pr incipais tecnologias utilizadas nos cartões de saídas digita is: Os Módulos de Saída enviam umsinal para acionar um determinado equipamento ou dispositivo no processo. 6 .4 .5 .1 Sa ída s a Re lé . Podem ser utilizadas de formas variadas, respeitando-se a capacidade de corrente estabelecidos no equipamento que normalmente de três A. A vantagem da utilização de saídas à relé está na versatilidade das configurações e variações de tensões possíveis. Se as informações de saídas requerem alta velocidade de chaveamento, deve-se tomar cuidados relativos ‘a vida útil dos contatos secos dos relés e do tempo de resposta de comutação. Na figura abaixo mostra um circuito com tecnologia via relé. 6 .4 .5 .2 Sa ída s T ra nsist or iza da s. Diversas configurações podem ser utilizadas. Não oferece a mesma versatilidade de utilização de tensões variadas e configurações com as saídas à relé. Tem como vantagem a grande velocidade de chaveamento (~0.2ms) e maior vida útil, devido à ausência de centelhamento no chaveamento de cargas indutivas. Na figura abaixo mostra um circuito eletrônico com tecnologia via transistor. 289 6 .4 .5 .3 Sa ída s c om T r ia c . Não oferecem a mesma versatilidade de utilização de tensões variadas e configurações como as saídas à relé. Possui boa velocidade de chaveamento (entre 1 e 10ms), maior tempo de vida útil. Alguns cuidados devem ser tomados quando saídas à triac são utilizadas devido à corrente de fuga do triac. Cargas de baixa potência podem ser ativadas por essa corrente. Na figura mostra um circuito eletrônico com tecnologia via Triac. 6.4.6 Módulos Especia is. 6 .4 .6 .1 MÓ D ULO DE INT ERF ACE ( IM) . A principal função do módulo de interface é de expandir a quantidade de entradas ou saídas. Definição de Bastidor ou Rack. Proporciona conexão mecânica e elétrica para todos os Módulos principais entre a CPU, os Módulos de Entradas e Saídas (I/O’s), a Fonte de Alimentação e os outros componentes. Contém o barramento de comunicação entre eles, onde os sinais de dados, os endereços físicos de cada slot, controle e tensão de alimentação que estão presentes. Exemplo do CLP S7-300 da Siemens, tem uma capacidade de expandir até oito módulos de entrada e saídas em cada Rack, independente de serem analógicas ou digitais. Se houver uma expansão no processo e se não tiver como inserir outros cartões devido à falta de espaço no Bastidor ou Rack que serão mostrados na figura abaixo, basta somente inserir um Módulo de Interface que fará a comunicação entre os Rack´s, com isso, não precisará de uma nova CPU, economizando no projeto e atendendo as expectativas e os interesses do Armador. 290 Na parte de comandos elétricos, os Rack’s, Slot´s (SM) e Bit’s (canal ou endereço) serão mostrados com mais detalhes. A grande vantagem desse tipo de projeto é que em Rack único, a quantidade máxima de pontos pode chegar até 256 pontos de entradas e saídas (I/O’s), e para instalações com Multi-Rack’s a capacidade de I/O’s pode chegar até 1024 pontos e dependendo dobra de acordo com o modelo e fabricante. O Rack que tiver a CPU e o Módulo de Interface e é designado como Mestre e os outros Rack’s com o “IM” é designado como escravo como foi analisado anteriormente pelos sistemas programáveis do tipo plataforma. 6 .4 .6 .2 P roc e ssa dore s de Co mun ic a ç ã o (CP) A principal função dos processadores de comunicação que foi mostrado na introdução da arquitetura básica é de interligar o CLP a uma Rede de Comunicação. Este módulo também pode ser inserido como o módulo de interface em um Rack, com isso, não é necessário de imediato especificar um CLP incluindo portas de comunicação para redes. A grande vantagem é puramente econômica. 291 6.5 Classificação dos CLP conforme sua capacidade. Os hardwares dos CLP’s possuem algumas características e podem varar de acordo com o fabricante em modelo, tendo em vista também sua capacidade. 6.5.1 Micro-CLPs (Pequeno Porte). É um controlador lógico programável compacto e totalmente integrado, onde efetivamente oferece uma interface muito amigável, com máxima facilidade de uso, podendo ou não apresentar dependendo do fabricante um painel de operação, um display e contendo suas entradas (no máximo 16) e saídas (no máximo 24) integradas no seu próprio corpo como pode ser visto na figura abaixo com um custo baixíssimo e vem resolvendo com êxito soluções para simples tarefas de controle na área Marítima, indústrias, comércios e residências. 6.5.2 CLPs de Médio Porte. Com uma capacidade de entrada e saída de até 256 pontos, digitais e analógicas, podendo ser formado por um modulo básico, que pode ser expandido. Permitem até 2048 passos de memória, que podem ser interna ou externa(módulos em cassetes de estado sólido, soquetes de memória, etc) ou podem ser totalmente modulares. 6.5.3 CLPs de Grande Porte. Os de grande porte se caracterizam por uma constituição modular, consiste de uma fonte de alimentação, CPU principal, CPU’s auxiliares, CPU’s dedicadas, módulos de E/S digitais e analógicas, módulos de E/S especializados, módulos de redes locais ou remotas, etc, que são agrupadas de acordo com a necessidade e complexidade da automação. Permitem a utilização de até 4096 pontos de E/S. São montados em Bastidor (ou Rack) que permite um cabeamento estruturado. Na figura abaixo mostra os três tipos da Siemens. 292 6.6 Chave Seletora e Led’s Indicadores de Estados. A chave seletora e os led’s indicadores de estados do funcionamento do CLP S7-200 são integrados ao seu próprio corpo como pode ser visto na figura a seguir. Além dessas características podemos visualizar os terminais de saídas e de entradas e seus respectivos led’s que indicam os estados dos mesmos, podemos também observar os terminais de alimentação de 24 Vcc, a saída de alimentação para sensores e a interface de comunicação PPI (ponto-a-ponto). Esse modelo será utilizado para programar durante a fase presencial, por isso, vamos analisá-lo e mais adiante estudaremos algumas instruções do programa e alguns comandos essenciais para que possamos programá-lo. 293 Existem três modos de operação que podem ser selecionado manual, que são: STOP, RUN e TERM. 1. Modo STOP. No modo stop o programa não é executado, mas permite que o programa possa ser transferido para o CLP. Existe uma manobra para destravar o CLP que é selecionada o modo STOP e em seguido comutar diretamente para RUM. Este procedimento só e utilizado em caso de intertravamento do mesmo. 2. Modo RUN. Com a chave seletora do modo de operação na posição RUN, permite que o usuário ou o programador visualize ou monitore as variações dos estados das entradas e saídas físicas no programa virtualmente (ON-LINE), sendo que, não é aconselhado, mas pode realizar a transferência (Download e Upload) da programação do computador (Software S7-200) para o CLP ou vice-versa. 3. Modo TERM. No modo TERM também permite monitorar e visualizar (leitura) o programa virtualmente em tempo real, e é possível com que o programador acesse as funções de edição do programa através do computador (PC), permitindo que o mesmo possa ser modificado ou alterado (escrita) e transferido para memória do CLP. No caso dos led’s indicadores de estados são quatro tipos: 1. Led SF (vermelho). O Led SF significa falha segura, ou seja, quando estiver acesso se resume em erro interno da CPU ou algum módulo de expansão I/O’s está danificado. 2. Led RUN (verde). Se o Led RUN estiver aceso significa que o CLP poderá ou não estar lendo as entradas ou atualizado as saídas. 3. Led STOP (amarelo). Esse led significa que a CPU não está nem lendo as entradas e nem atualizado as saídas. Durante a transferência do programa para o CLP, a CPU entra em STOP consecutivamenteapós terminar a transferência aparece uma janela perguntando seja deseja passar para o Modo RUN. 4. DP. O led DP só existe na CPU 215, onde a que iremos trabalhar e CPU 400, mas se depararem com este modelo significa que a algum defeito nos drives instalados na rede (Inversores de Freqüência). 294 6.7 Introdução aos Comandos Elétricos. Antes de entrarmos na estrutura da programação, vamos estudar um pouco sobre comandos elétricos para termos mais adiante um melhor entendimento da lógica de uma programação, principalmente, da linguagem ladder que baseia-se no comandos elétricos . Um dos pontos fundamentais para o entendimento dos comandos elétricos é a noção de que "os principais objetivos dos elementos em um painel elétrico são: proteger o operador e propiciar uma lógica de comando". Partindo do princípio da proteção do operador uma seqüência genérica dos elementos necessários a partida e manobra de motores é mostrada na figura 1.2. Nela podem se distinguir os seguintes elementos: A) Seccionamento: Só pode ser operado sem carga. Usado durante a manutenção e verificação do circuito. B) Proteção contra correntes de curto-circuito: Destina-se a proteção dos condutores do circuito terminal. C) Proteção contra correntes de sobrecarga: para proteger as bobinas do enrolamento do motor. D) Dispositivos de manobra: destinam-se a ligar e desligar o motor de forma segura, ou seja, sem que haja o contato do operador no circuito de potência, onde circula a maior corrente. 295 Em comandos elétricos trabalhar-se-á bastante com um elemento simples que é o contato. A partir dos circuitos é que se forma toda lógica de controle e acionamentos como: partidas diretas de bombas, partidas estrela/triângulo do motor de um Bow Thruster e também é ele quem dá ou não a condução de corrente para ligar ou desligar qualquer equipamento. Basicamente existem dois tipos de contatos, onde estes são citados e mostrados a seguir pela figura: � Contato Normalmente Aberto (NA): não há passagem de corrente elétrica no seu estado de repouso, ou seja, sem serem acionados fisicamente. Porém, as cargas como Motores, solenóides de válvulas pneumáticas, resistências e outros dispositivos, não serão alimentadas ou ligadas. A figura (a) do gráfico abaixo mostra um exemplo que nos permite observá-lo, dando um melhor entendimento do seu funcionamento de comutação que muda de estado após o seu acionamento, passando de normalmente aberto para normalmente fechado. � Contato Normalmente Fechado (NF): há passagem de corrente elétrica na posição de repouso, como pode ser observado na figura abaixo (b). Desta forma a carga estará acionada sem precisar acioná-lo. Normalmente pode ser utilizado para parada de emergência e alarmes. Associação de contatos normalmente abertos Basicamente existem dois tipos, a associação em série (figura a) e a associação em paralelo (b) como pode ser visto pela figura mostrada na próxima página. Nota-se que na combinação em série a carga estará acionada somente quando os dois contatos estiverem acionados e por isso é denominada de "função E". Já na combinação em paralelo qualquer um dos contatos que forem acionados, a carga será energizada, por isso, é denominada de "função OU". Associação em série pode ser utilizada para elaborar uma lógica de intertravamento de motores, intervalos entre partida, parada de emergência e outros mais. 296 A associação em paralelo é utilizada para realizar uma lógica de partida de um motor em manual ou automático, onde existirá uma chave que fará essa mudança. Como por exemplo: em uma posição habilita o controle de nível automático da bomba de transferência do óleo combustível para o tanque de sedimentação, podendo ser controla por duas chaves, sendo que, uma é de nível alto e a outra de nível baixo e na outra posição, habilita o controle manual de partida e parada da mesma através de uma botoeira. Associação de contatos normalmente fechados A figura abaixo mostra a combinação de dois contatos NF associados em série como na figura a) e paralelo como na figura (b). Nota-se que exatamente inversa ao anterior e, portanto a associação em série de contatos NF é denominada função NÃO OU. Da mesma forma a associação em paralelo é chamada de função “NÃO E”. Normalmente as lógicas de alarmes, utilizam contatos NF. Porque se houver algum rompimento ou mau contato nos bornes, o alarme é acionado. 297 6.8 PRINCIPAIS ELEMENTOS EM COMANDOS ELÉTRICOS. 6.8.1 Botoeira ou Botão de comando Quando se fala em ligar um motor, a botoeira é o primeiro elemento que é acionado. Na “chave industrial” ou botoeira há o retorno para a posição de repouso através de uma mola, como pode ser observado abaixo na figura a. O entendimento deste conceito é fundamental para compreender o porquê da existência de um selo no circuito de comando. 6.8.2 Relés. Na automação são mais conhecidos como acopladores e tem a função de isolar as saídas dos cartões com tecnologias a transistor com o circuito que acionara um motor de potência. As saídas digitais de 24 Vcc alimentam os acopladores que através dos seus contatos auxiliares alimentam um circuito de força que irá alimentar um motor. 298 Na figura abaixo podemos visualizar um CLP com alimentação de 24 Vcc, com dois botões S0 e S1 (entradas digitais) que são os elementos de comando e uma contatora (K1) ligada em uma das saídas digitais com tecnologia transistorizada que será atuada quando o acoplador de 24 Vcc for energizado pela saída digital. Nota-se que foi utilizado um contato normalmente aberto para energizar a bobina da contatora. 299 6.8.3 Contatoras. Conceituando de forma mais técnica, o contator é um elemento eletro-mecânico de comando a distância, com uma única posição de repouso e sem travamento. 6.8.4 Relé Térmico ou de Sobrecarga e Disjuntores. Em alguns casos, quando há o elemento térmico os disjuntores também podem se destinar a proteção contra correntes de sobrecarga. 300 6.8.5 Fusíveis. Os fusíveis são elementos bem conhecidos, pois se encontram em instalações residenciais, nos carros, em equipamentos eletrônicos, máquinas, entre outros. Tecnicamente falando estes são elementos que destinam-se a proteção contra correntes de curto-circuito. Entende-se por esta última aquela provocada pela falha de montagem do sistema, o que leva a impedância em determinado ponto a um valor quase nulo, causando assim um acréscimo significativo no valor da corrente. Sua atuação deve-se a fusão de um elemento pelo efeito Joule, provocado pela súbita que o seu ponto de fusão é inferior ao ponto de fusão do cobre. Este último é o material mais utilizado em condutores de aplicação geral. 6.9 Simbologia Gráfica. Até o presente momento mostrou-se a presença de diversos elementos constituintes de um painel elétrico. Em um comando, para saber como estes elementos são ligados entre si é necessário consultar um desenho chamado de esquema elétrico e também para poder diagnosticar falha na parte física de um CLP como cartão danifico, mau contato, identificar se o defeito e na saída ou na válvula e outros problemas que poderão ocorrer. No desenho elétrico cada um dos elementos é representado através de um símbolo. A simbologia é padronizada através das normas NBR, DIN e IEC. Na tabela abaixo apresenta-se alguns símbolos referentes aos elementos estudados nos parágrafos anteriores. 301 6.10 Conceitos Básicos em Manobras e Selagem de Motores. O principal objetivo nesse item, é compreender as selagens realizadas pelos contatos auxiliares das contatoras, com isso, entenderemos melhoras partidas diretas de motores geradas somente com um pulso de uma botoeira. A. Selo O contato de selo é sempre ligado em paralelo com o contato de fechamento da botoeira. Sua finalidade é de manter a corrente circulando pelo contator, mesmo após o operador ter retirado o dedo da botoeira. 302 B. Intertravemento. Em algumas manobras, onde existem dois ou mais contatores, para evitar curtos é indesejável o funcionamento simultâneo de dois contatores. Utiliza-se assim o intertravamento. Neste caso os contatos devem ficar antes da alimentação da bobina dos contatores. Esta aplicação é utilizada para inverter rotação de motores, para inverter atuadores elétricos de válvulas e etc. C. Circuito Paralelo ao Intertravamento. No caso de um intertravamento entre contatos, o contato auxiliar de selo, não deve criar um circuito paralelo ao intertravamento, caso este onde o efeito de segurança seria perdido. A selagem pode ser considera o principal conceito utilizado na lógica da programação que como objetivo de manter o motor ligado. D. Ligamento Condicionado. Os relés de proteção contra sobrecarga e as botoeiras de desligamento devem estar sempre em série. 303 D. Intertravemento com Botoeiras. O intertravamento, também pode ser feito através de botoeiras. Neste caso, para facilidade de representação, recomenda-se que uma das botoeiras venha indicada com seus contatos invertidos. Não se recomenda este tipo de ação em motores com cargas pesadas. Aplicação: Este tipo de aplicação pode ser utilizado para sistema de redundância de bombas selecionando qual bomba vai ser acionada ou para selecionar em automático ou manual. F. Esquema Funcional. Nesta representação também todos os condutores estão representados. Não é levada em conta a posição construtiva e a conexão mecânica entre as partes. O sistema é subdividido de acordo com os circuitos de correntes existentes. Estes circuitos devem ser representados sempre que possível, por linhas retas, livres de cruzamentos. A posição dos contatos é desenhada com o sistema desligado (sem tensão). A vantagem consiste no fato de que se torna fácil ler os esquemas e respectivas funções. Quando a botoeira S1 for acionada, energiza a contatora K1 e através dos contatos auxiliares da mesma é feita a selagem do circuito, permanecendo energizada. Ela só é desligada quando a botoeira S0 for acionada. 304 Diagramas de força e comando de um projeto elétrico. 305 Analisando o diagrama elétrico acima, podemos observar que as entradas e as saídas estão com seus endereçamentos lógicos representados, pois embaixo, encontram-se três conjuntos com dois dígitos de endereçamentos físicos em um quadro de distribuição elétrico, que nos proporciona a possibilidade de localizá-los e detectá-los com objetivo de substituir, solucionar ou sanar tipos de panes ou defeitos que possam ocorrer tanto na parte elétrica ou na parte física (Hardware) do CLP Modular montado em Rack, como por exemplo, alguns defeitos serão citados: mau contato nos bornes (canais) de ligação tanto das entradas como das saídas proveniente da vibração, do aquecimento e resfriamento dos terminais (parafusos), módulo de entrada ou saída queimado, enfatizando que o substituto deve ter as mesmas especificações, para que não ocorra conflito com a configuração do hardware na lógica e outros mais. O primeiro conjunto de dois dígitos apresentado tanto das entradas e saídas digitais, significa em qual Rack os mesmos estão localizados. O segundo conjunto indica em qual slot ou ranhura, estão localizados tantos os Módulos de I/O’s e os demais Módulos existentes numa arquitetura de um CLP como podem ser visto logo na primeira ilustração e também será mostra na próxima página. 306 O terceiro e último conjunto indica em qual canal (bit) esta instalada fisicamente a fiação dos sensores, transmissores, atuadores, seccionadora, contatora, relé de sobrecarga botoeiras e outros componentes. Os três exemplos podem ser visto na figura ilustrada abaixo de CLP Modular, ou seja, montado em Rack: É importante salientarmos que existe uma seqüência de configuração e endereçamento tanto físico e lógico para cada módulo específico necessário para instalado em cada Rack SLOT específico. 1º Slot (MS1) 307 308 6.11 Introdução as Linguagens de Programação. Os primeiros CLP’S eram programados em linguagens de baixo nível (Assembler, por exemplo), o que gerava o inconveniente de ter-se que recorrer aos profissionais da área da informática para programá-los. Com o avanço da tecnologia de Software, surgiram linguagens específicas visando e permitir a programação e compreensão dos programas aos profissionais de Automação. Os Controladores Lógicos programáveis podem ser programados com três tipos de linguagem que são as seguintes: Lista de Instrução, Diagramas em Blocos e por fim a linguagem ladder e estas são selecionadas antes da realização da programação. Estudaremos e canalizaremos nossa atenção para linguagem ladder. 7 Diagramas em Bloco. Este linguagem é preferida pelos profissionais da área da eletrônica digital, já que se baseia nas portas lógicas Lógica matemática e binária A lógica matemática ou simbólica visa superar as dificuldades e ambigüidades de qualquer língua, devido a sua natureza vaga e equívoca das palavras usadas e do estilo metafórico e, portanto, confuso que poderia atrapalhar o rigor lógico do raciocínio. Para evitar essas dificuldades, criou-se uma linguagem lógica artificial. A lógica binária possui apenas dois níveis lógicos, na qual os valores são comumente representados por: 0 e 1. Isto é, quando estiver em zero, significará que o circuito, as entradas ou a saídas estarão desenergizado, ou seja, aberto e quando tiver em um, o circuito lógico, a entrada ou a saída do CLP poderá estar habilitada, ou seja, fechado. A partir desses dois símbolos construímos então uma base numérica binária. A partir desses conceitos foram criadas as portas lógicas, que são circuitos utilizados para combinar níveis lógicos digitais de formas específicas. Neste capítulo aprenderemos apenas as portas lógicas básicas e os blocos da programação: AND, OR e NOT. 1. Função “E” ou “AND”. A função “E” ou “AND” é aquela que executa a multiplicação de duas ou mais variáveis. Sua representa algébrica é: S=A . B Para melhor compreensão, representaremos a função “E” através do seguinte circuito: 309 Chave Aberta = 0 Chave Fechada = 1 Contatora K1 = 0 Lâmpada Acessa = 1 1. Se tivermos a chave A aberta (0) e a chave B aberta (0), nesse circuito não circulará corrente, logo, a contatora K1 permanecerá desenergizada, ou seja, desligada em zero. 2. Se tivermos a chave A aberta (0) e a chave B fechada (1), logo, a contatora K1 permanecerá desenergizada, ou seja, desligada em zero. (A=0, B=1, A.B=0). 3. Se tivermos a chave A fechada (1) e a chave B aberta (0), a contatora K1 permanecerá desenergizada, ou seja, desligada: (A=1, B=0, A.B=0). 4. Se tivermos, agora a chave a fechada (1) e a chave B fechada (1) a contatora K1 será comutada, pois circulará corrente pela sua bobina (A=1, B=1, A.B=1). Analisando as situações, concluímos que só teremos a contatora energizada quando as chaves A e B estiverem fechadas A=1 e B=1. 310 Na tabela verdade podemos inserir todas as combinações possíveis com seus respectivos resultados. Nesta tabela, iremos encontrar o modo como a função se comporta. A BS 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 A figura ilustrada abaixo mostra como é representada a porta na programação e mostra o símbolo de representação de uma porta AND na eletrônica digital. 2. Porta “OU” ou OR. A função OU é aquela que assume valor um (1) quando uma ou mais variáveis da entrada forem iguais a um (1) e assume valor (0) se, e somente se todas as variáveis de entrada forem iguais a zero (0). 311 Chave Aberta = 0 Chave Fechada = 1 Contatora K1 = 0 Lâmpada Acessa = 1 1. Se tivermos a chave A aberta (0) e a chave B aberta (0), nesse circuito não circulará corrente, logo, a contatora K1 permanecerá desenergizada, ou seja, desligada em zero. 2. Se tivermos a chave A aberta (0) e a chave B fechada (1), logo, a contatora K1 será energizada, ou seja, ligada em zero. (A=0, B=1, A+B=1). 3. Se tivermos a chave A fechada (1) e a chave B aberta (0), a contatora K1 será energizada, ou seja, ligada em um: (A=1, B=0, A+B=1). 4. Se tivermos, agora a chave a fechada (1) e a chave B fechada (1) a contatora K1 será comutada, pois circulará corrente pela sua bobina (A=1, B=1, A+B=1). 312 Nesta tabela ilustra abaixo, teremos todas as situações possíveis com os respectivos resultados que a função OU assume. A B S 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 A figura ilustrada abaixo mostra como é representada a porta na programação e mostra o símbolo de representação de uma porta “OU” ou “OR” na eletrônica digital. 3. Porta Não ou Not. A função Não ou função complemento é aquela que inverte o estado da variável, ou seja, se a variável estiver em zero (0) vai um (1), e se a variável estiver em um (1) vai para zero (0). É representada da seguinte forma: Onde se lê: (A barra) ou (NÃO A). Essa barra ou apóstrofo sobre a letra que representa a variável significa que esta sofre uma inversão e também podemos dizer que significa a negação de A. 313 Para termos uma melhor compreensão dessa função NÃO vamos representá-la pelo circuito a seguir: Usaremos as mesmas convenções e linha de raciocínio dos circuitos anteriores: Situações Possíveis: 1. Quando a chave A (CH A) estiver aberta (0), a lâmpada acenderá, ou seja, circulará corrente pela mesma, ficando em (1): A=0, =0. 2. Quando a chave A estiver fechada (1), curto-circuitaremos a lâmpada e esta se apagará (0) devido a resistência se menor do que lâmpada: A=1, =0. Nesta tabela ilustra abaixo, teremos todas as situações possíveis com os respectivos resultados que a função NOT assume. A 0 1 1 0 A figura abaixo mostra a representação da Porta Not ou Inversora na programação e na eletrônica digital 314 8 Programação em Linguagem Ladder. Os CLP’s vieram para substituir os sistemas de comando convencionais a relés e os elementos e componentes eletro-eletrônicos de acionamento, onde a linguagem utilizada na programação é similar à linguagem de diagramas lógicos de acionamento desenvolvidos por eletrotécnicos e profissionais da área de controle Desta forma, foi desenvolvida uma linguagem de programação “imitando” os diagramas de comandos a relé que é denominada linguagem de contatos ou simplesmente LADDER. Essa foi uma das primeiras linguagens específicas para CLP’s e é, sem dúvida, a mais difundida atualmente na área da automação industrial e Mercante. Foi uma das primeiras linguagens específicas para CLP’s e é, sem dúvida, a mais difundida. A principal vocação dos CLP’s é substituir os sistemas de comando convencionais a relés. Desta forma, foi desenvolvida uma linguagem de programação “imitando” os diagramas de comando a relés. A linguagem Ladder nos permite elaborar lógicas combinacionais, seqüenciais (temporizadas) e circuitos que envolvam ambas, utilizando como operadores para estas lógicas: entradas, saídas, memórias auxiliares e registros numéricos. A Tabela abaixo nos mostra os três principais símbolos que mais apareceram durante o desenvolvimento da programação. Antes de entrarmos na estrutura da programação em ladder, vamos aprendermos as configurações dos operandos de um bit, ou seja, o endereçamento das instruções. Operando Representação em Ladder Sintaxe Entrada I I0.0 Saídas Q Q0.0 Bit’s de Memórias M M0.0 Temporizados T T1 315 Contadores C C1 Nesse processo de endereçamento é importante sabermos que os endereços de entradas, saídas e bit’s de memórias as baseados na base numérica octal. Exemplo: 1. Entradas Digitais - I0.0, I0.1, I0.2, I0.3, I0.4, I0.5, I0.6, I0.7, I1.0, I1.2 ... I1.7, I2.0 . . . I2.7 e etc. 2. Saídas Digitais – Q0.0, q0.1, q0.2, Q0.3, Q0.4, Q0.5, Q0.6, Q0.6, Q0.7, Q1.0, Q1.1 . . . Q1.7, Q2.0 . . . Q2.7, Q3.0 . . . Q3.7 e etc. 3. Bit’s de Memórias – M0.0, M0.1, M0.2, M0.3, M0.4, M0.5, M0.6, M0.7, M1.0, M1.1, M1.2 . . . M1.7, M2.0 . . .M2.7, M3.0 . . . M3.7 e etc. Para que possamos entender melhor a estrutura da linguagem ladder, iremos adotar um exemplo bem simples: o acionamento de uma lâmpada L a partir de um botão liga/desliga. Na figura abaixo temos o esquema elétrico tradicional, o programa em ladder e as ligações elétricas no CLP. Para entendermos o circuito com o CLP, vamos observar o programa desenvolvido adiante para acender a lâmpada L, quando acionarmos o botão B1. O botão ou a chave B1, é um contato normalmente aberto que está ligado fisicamente na entrada do CLP, com endereçamento lógico I0.0 na programação e a lâmpada está ligada na saída Q0.0 que também podemos ver no circuito do CLP. No momento que a chave B1 for acionada fisicamente, consecutivamente, a entrada I0.0 na programação mudará de cor ( de preto para amarelo) virtualmente, indicando que a chave encontra-se atuada, com isso, a saída Q0.0 acionará a lâmpada, ficando acessa desde que a chave B1 continue fechada no campo. Caso quiséssemos que a lâmpada apagasse quando acionássemos B1 bastaria trocar o contato normal aberto por um contato normal fechado, o que representa a função NOT. 316 A figura abaixo faz uma analogia entre a linguagem do tipo diagrama em bloco e a linguagem em ladder. Podemos desenvolver programas para CLPs que correspondam a operações lógicas combinacionais básicas da álgebra de Boole, como a operação AND. Na área elétrica a operação AND corresponde a associação em série de contatos, como indicado na figura 4. Outra operação lógica básica como uma função OR, que corresponde a associação em dois contatos paralelos, como indicado na figura abaixo. 317 Assim podemos afirmar que todas as funções lógicas combinacionais podem ser desenvolvidas em programação e executadas por CLPs, uma vez que todas derivam dos básicos: NOT, AND e OR. A flexibilidade dos CLPs é percebida neste momento, pois as alterações lógicas podem ocorrer com grande facilidade, sem que sejam necessárias alterações do hardware ou inclusão de componentes eletrônicos ou elétricos. Esta é a principal característica dos sistemas de automação flexíveis e o que faz dos CLPs ferramentas de grande aplicação nas estruturas de automação. Além da linguagem de contatos, existem outras formas de programação características de cada fabricante. Concluímos então que os projetos de automação e controle envolvendo CLPs reduzem o trabalho de desenvolvimento de hardware dos circuitos lógicos do acionamento, bem como os dispositivos e potência para acionamento de cargas e dos atuadores, uma vez que podemosescolher módulos de saída já prontos, adequados ao tipo de carga que desejamos acionar. As utilizações desses controladores contemplam, por conseguinte alguns passos genéricos: - definição da função lógica a ser programada - transformação desta função em programa assimilável pelo CLP - implementação física do controlador e de suas interfaces com o processo Neste curso introdutório estaremos tratando da programação básica do CLP S7-200 e do CLP S7-300/400 através do programa STEP 7 para Windows. Serão considerados apenas os recursos básicos, que são: contato normal aberto, contato normal fechado, contadores e temporizadores. Agora colocaremos em prática o que foi visto nos circuitos elétricos, principalmente, a englobando os conceitos voltados as lógicas e alguns acionamentos. 318 As descrições dessas instruções relatadas abaixo executam importantes tarefas durante todo o funcionamento de uma indústria ou da Marinha Mercante. Serão mostrado instruções do CLP S7-200/300. 1 - Tipos de temporizadores. – Temporizador (S_Pulse). OBS: Todos os temporizadores apresentam uma base de tempo(Valor Preset) em 60s. Aplicação Este tipo de temporizador pode ser utilizado na contagem do alarme em caso de alguma pane no sensor indutivo responsável na medição da velocidade do Motor de Combustão Principal. Explicação do funcionamento: O tempo pré-determinado no temporizador começará a contar intervalos de base de tempo, quando o estado do bit I0.0 da entrada(S) for verdadeiro, ou seja, mudar de 0 p/ 1. Isto será possível desde que o bit I0.1 da entrada reset(R) responsável em resetar o termporizador, ou seja, zerá-lo ou parar a contagem, não esteja em um(verdadeiro), se continuar em um, após resetá-lo, não será permitido uma nova contagem, ficando intertravado. Quando o valor acumulado for igual ao valor pré-estabelecido(TV), o temporizador para de incrementar desenergizando o bit Q0.0 mudando o seu estado de saída para zero. OBS: Esse comando só chegará a sua contagem final, desde que o bit I0.0 durante processo de temporização, não seja comutado ficando de verdadeira para falso, na qual interromperá a contagem. 319 - Temporizador (S_Pext). Aplicação: Pode ser utilizado para acionar um alarme de abertura e fechamento de qualquer tipo de válvula com chave fim de curso. Funcionamento. OBS: A única diferença do anterior, é que se o bit I0.0 da entrada(S) passar de falso para verdadeiro durante a contagem, continuará contando até o valor acumulado for equiparado com o valor pré-selecionado. 1.3 – Temporizador (S_ODT S7-300 e TON S7-200). 320 Aplicação. Este temporizador é utilizado para indicar defeito em caso de falha na saída do relé responsável pelo acionamento da contatora, onde ligará a bomba de transferência do tanque de armazenamento de óleo pesado HFO para o tanque de sedimentação. Funcionamento. Antes de iniciarmos a explicação, gostaria de explicar que o principio de funcionamento é o mesmo, mudando somente a base de tempo, ou seja, no S7-200 a base de tempo de da ordem de 0,1s, então para contar dez segundo é preciso configurá-lo com 100 que será multiplicado pela base de 0,1s. O temporizado começará a incrementar, quando o bit I0.0 da entrada(S) for verdadeiro, ou seja, passar de 0 p/ 1, tendo que permanecer até o final da contagem se não interromperá a contagem, ficando com o valor acumulado. Se a contagem for interrompida e voltar a ser verdadeira, o temporizado reiniciará a contagem do valor pré-estabelecido desde que o bit I0.1 do reset responsável em zerá-lo esteja em zero, ou seja, seja falso. Quando o valor acumulado for igual ao valor pré-estabelecido (TV), o temporizado pára de incrementar energizando o bit Q0.0 mudando o seu estado de 0 p/ 1 da saída . 1.4 - Temporizador (S_ODTS). Aplicação. Utilizado no intertravamento e também na sobrecarga dos motores. Funcionamento. Tem o mesmo princípio de funcionamento do temporizador anterior, só que não para de contar, quando o bit I0.0 da entrada(S) passar a ficar de verdadeiro p/ falso durante a contagem, mas se voltar a ficar verdadeiro reinicia a contagem do valor pré-estabelecido. 321 Se o temporizador chegar contar até o final, só permitirá uma nova contagem se o bit I0.1 resetar o temporizador, se não ficará diretamente verdadeiro(habilitado) como uma bobina retentiva. Caso haja o resete, o temporizador além de permitir uma nova contagem ficará com a sua saída falsa (Zero). 1.5 - Temporizador (S_OFFDT). Aplicação. Esse temporizador pode ser utilizado para intervalo entre partidas dos motores. Funcionamento. O temporizador começará a decrescer, quando o bit I0.0 da entrada(S) for falso, ou seja, passar de 1 p/ 0, tendo que permanecer até o final da contagem se não interromperá a contagem, ficando com o valor acumulado. Se a contagem for interrompida e voltar a ser verdadeira, o temporizador reiniciará a contagem do valor pré-estabelecido desde que o bit I0.1 do reset responsável em zerá-lo, esteja em zero, ou seja, falso. Quando o valor acumulado for igual ao valor pré-estabelecido (TV), o temporizador para de decrescer desenergizando o bit Q0.0 mudando o seu estado de 1 p/ 0 da saída . Os temporizadores abaixo são similares aos relatados acima. 1.6 - Temporizador (SP). 322 Ex.: Este temporizador é similar ao S_PULSO mencionado acima, só que é mais fácil e simples de utilizá-lo. Funcionamento: Conta tempo para desenergizar sua saída, quando o bit I0.0 da entrada passar de 0 p/ 1. OBS: se durante a contagem mudar de 1 p/ 0, interromperá a sua contagem, se voltar a ficar verdadeiro, reiniciará a contagem. 1.7 - Temporizador (SE). Este temporizador é similar ao S_PEXT mencionado acima, só que é mais fácil e simples de utilizá-lo. Ex.: Este temporizador é similar ao S_PEXT mencionado acima, só que é mais fácil e simples de utilizá-lo. Funcionamento. Tem o mesmo princípio do relato acima, só que não para a contagem se mudar o estado do bit I0.0 de 1 p/ durante o processo. 1.8 -Temporizador (SD). Ex.: 323 Este temporizador é similar ao S_ODT mencionado acima, só que é mais fácil e simples de utilizá-lo. Funcionamento. É um tipo de temporizador que conta tempo p/ energizar a sua saída, quando o bit da sua entrada I0.0 passar de 0 p/ 1 , ou seja, for verdadeiro. Isto é possível se não voltar para zero, ou seja, não ficar falso durante a contagem, se ficar falso e consecutivamente verdadeiro durante o processo, a contagem será reiniciada. 1.9 – Temporizador (SS). Ex:. Este temporizador é similar ao S_ODTS mencionado acima, só que é mais fácil e simples de utilizá-lo. Funcionamento. O princípio de funcionamento é o mesmo do relatado acima, porém continua contando tempo mesmo se houver mudança no estado do bit I0.0, passando de 1 p/ 0, ou seja, ficando falso durante o processo de contagem. OBS: enquanto o outro resetava só ficando falso durante ou depois da contagem, esse precisa de um bit resetando no final da contagem, se não ficará com a saída energizada(habilitada). 2.0 – Temporizador (SF). Ex.: 324 Este temporizador é similar ao S_OFFDT mencionado acima, só que é mais fácil e simples de utilizá-lo. Funcionamento. O princípio de funcionamento é o mesmo do relatado acima, só que conta tempo p/ desenergizar quando a sua entrada passar de 1 p/ 0. 2- Tipos de Contadores. 2.1 – Contador decrescente (S_CU). Aplicação. É utilizado no momento em que o contato do pressostato é atuado (fechado) devido a pressão de trabalho não atingir a um valor mínimoabaixo do set point. A função é intertravar o compressor por 3 segundos após a comutação do contato, evitando com que a contatora fique entrando e saindo constantemente. Isto é preciso devido a uma queda na tensão da mola de retorno do contato e devido a vibração produzida pela unidade compressora que faz o contato entrar e sair intermitentemente até tornar-se estável. Funcionamento. O pulsador do bit na entrada (CD) do contador, tem a função de gerar pulso de 1 em 1 segundo incrementando um no valor acumulado desde que a entrada I0.1 e I0.2 sejam falsas. O endereço que da acesso a esse bit na a programação é o M12.5. Se durante a contagem o bit I0.1 for verdadeiro, o contador é reiniciado começando do valor pré-estabelecido e se não tivesse esse pulsador depois do bit I0.1, só contará quando a condição for falsa. Essa condição anterior também serve para o bit I0.2 do reset. 325 OBS: durante a contagem a saída do bit Q0.0 sempre será verdadeiro. 2.2 – Contador decrescente (S_CD). Aplicação. É também pode ser utilizado na comutação do fechamento do contato do pressostato, quando a pressão chegar a um valor mínimo de abertuta, intertravando o compressor por 6 segundos e evitando com que a contatora fique entrando e saindo constantemente. Funcionamento. O pulsador do bit na entrada (CD) pulsa de 1 em 1 segundo decrescendo um no valor acumulado desde bit I0.1 seja falso e através de um inversor torna a entrada (S) verdadeira permitindo o decremento . Se durante a contagem o bit I0.1 for verdadeiro e voltando a ficar falso, o contador é reiniciado começando do valor pré-estabelecido e se não tivesse esse pulsador depois do bit I0.1, só contará quando a condição for falsa. Essa condição anterior também serve para o bit I0.2 do reset. OBS: durante a contagem a saída do bit Q0.0 sempre será verdadeiro. Contadores similares aos relatados acima. 2.3 Comando (SC). Ex.: 326 Este comando incrementa um determinado valor diretamente no acumulador do contador, onde a partir dele começará a decrescer ou crescer dependendo do tipo do contador utilizado. 2.4 – Contador (CD). Ex.: O princípio de funcionamento é o mesmo do acima só que da para resetá-lo de forma mais fácil do que o CU. 2.5 – Contador (CU). Ex.: Funcionamento. 327 É um tipo de contador mais simples, só que precisa de um pulsador na sua entrada e um comando externo para resetá-lo. 3 – Comparador. O comando CMP é uma instrução de entrada que permite realizar as operações de comparação. 3.1 – Comparador igual (>=). Aplicação. Pode ser utilizado para seqüência de partida de um MCP ou de acendimento de uma caldeira Funcionamento. Quando os valores da entrada IN1, forem iguais ou maior que os valores da entrada IN2, esta instrução será logicamente verdadeira. Enquanto os valores de IN1 não forem maior ou igual a IN2, esta instrução será efetivamente falso, ou seja, a sua saída vai ser falsa. 3.2 Comparador <=. 328 Aplicação. É utilizado para desenergizar todos os equipamentos durante a deshabilitação do processo de extração. Funcionamento. Enquanto os valores da entrada IN1, forem iguais ou menor que os valores da entrada IN2, esta instrução será logicamente verdadeira. Quando os valores de IN1 forem maior que a IN2, esta instrução será efetivamente falsa, ou seja, a sua saída vai ser falsa. 4 – Instrução MOVE. EX.: Aplicação: Pode ser utilizado para mover o set point da quantidade de oxigênio dos tanques de carga. Funcionamento. O MOVE é um controlador que move um determinado valor pré-estabelecido na entrada “IN”, para uma saída “OUT”, na qual vai ser inserido em um endereço destino. 329 Instrução Aritmética. 5 – Instrução de Adição(ADD). Ex.: Aplicação. É utilizado para contagem do tempo tanto durante a energização e desenergização dos equipamentos e motores voltados ao processo de extração. Funcionamento. O valor da entrada IN1 é somado com o valor da entrada IN2 e o resultado é armazenado no destino OUT(Endereço). 330 331 332 333 334
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