2021-2-U01-V01-AvaliacaoInstrumentacao

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Faculdade Pio Décimo
Curso de Engenharia Elétrica
Instrumentação e Sensores - Prof. Jether Fernandes Reis
Primeira Unidade 2021/1
Atividade Domiciliar de Instrumentação e Sensores - Primeira Unidade 2021
Instruções:
• Esta atividade corresponderá a 100 % da avaliação do bimestre;
• O prazo para envio da resolução é 11/10/2021 às 23:59;
• O entendimento e a interpretação das questões fazem parte da avaliação. As respostas, se estiverem incorretas,
valerão no máximo 50 % do valor da questão;
• Questões cujas respostas forem escritas, para serem posteriormente escaneadas, devem ser grafadas a caneta
para permitir uma fácil visualização. Nestas questões, a resolução é parte essencial, e sua ausência ou incorreção
implicará na desconsideração da resposta, mesmo que correta. O mesmo acontecerá com as questões que não
usarem ou contrariarem as convenções ou definições explicitadas no seu enunciado ou figuras, bem como as
que apresentarem mais de uma resposta, mesmo que alguma delas esteja correta;
• Caso alguma questão venha a ser anulada, os pontos desta questão serão redistribuídos proporcionalmente
pelas demais questões da atividade;
• As questões possuem complexidade suficiente para garantir soluções distintas para o mesmo problema, portanto
soluções idênticas serão desconsideradas e atribuídas nota zero;
• O endereçamento do elementos do diagrama Ladder deverá utilizar as entradas (I), saídas (Q) e se necessário
relés internos (M), os tags devem corresponder aos do diagrama de ligação no CLP;
• As soluções deve ser realizadas no software Click02 da WEG que pode ser baixado gratuitamente no site da
WEG (clicando no link a seguir: download Clic02);
• Deverá ser usado o modelo CLW-02/20HR-24A (12 entrada e 8 saídas) conforme figura 1;
• Cada solução deverá ser gravado em um arquivo cujo nome deverá ser formado pelo seu número de matrícula
seguido de Qxx, onde xx é o número da questão (e.g. para a questão 02: 201313047Q02.cli)
• os itens a) e b) da 1ª questão, bem como a tabela verdade, o mapa de Karnaugh e a expressão simplificada da
4ª questão, deverão ser gerados em um arquivo PDF cujo nome deverá ser seunúmerodematrículaQ04.pdf.
• Todos os arquivos deverão ser compactados em um único arquivo seunomecompleto.zip;
• O arquivo .zip deverá ser enviado no prazo especificado para o e-mail jether.reis@piodecimo.edu.br;
• O campo assunto do e-mail deverá constar: Instrumentação - nome do aluno - Primeira avaliação.
(a) Box de seleção (b) Modelo: CLW-02/20HR-24A
Figura 1: Seleção do modelo doClic02
Página i Atividade n.º 00
https://www.weg.net/catalog/weg/BR/pt/Automa%C3%A7%C3%A3o-e-Controle-Industrial/Controle-de-Processos/Controladores-L%C3%B3gicos-Program%C3%A1veis/Rel%C3%A9-Program%C3%A1vel-CLIC02/Rel%C3%A9s-Program%C3%A1veis-CLIC02/p/MKT_WDC_BRAZIL_PROGRAMMABLE_MICRO-CONTROLLER_PLC_CLIC02
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Instrumentação e Sensores - Prof. Jether Fernandes Reis
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Aluno(a): Data: / /
Cód. YX: 00 Pontuação
Questão: 1 2 3 4 Total
Valor: 1,5 3,0 3,0 2,5 10,0
Nota:
Questões
1. [1.5 pontos] Elaborar um programa ladder para o processo abaixo:
MOTOR
G
P M
G G
P
FL
AL
L
D
C
B
A
SO
(a) Processo
Clic02
Entradas
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8
Saídas
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8
24 V
D L A B C
M AL FL
0 V
(b) Conexões do CLP
Figura 2: Instrumentação e Sensores – Processo de separação de garrafas
Este processo industrial é utilizado para separar três tipos distintos de garrafas conforme o seu tamanho
(pequena, média e grande). As garrafas são transportadas por meio de uma esteira movimentada pelo motor
(M) e a indicação do tamanho é feita pela combinação de sinais da coluna ótica composta pelos sensores A, B e
C (na presença de obstáculo o sensor fornece saída em nível alto).
O processo deve ter início quando a botoeira NA Liga (L) for acionada, e interrompido pela botoeira NF
Desliga (D). Apenas as garrafas grandes devem ser selecionadas, assim, caso uma garrafa média ou pequena
seja detectada, a esteira deverá parar e ligar a lampada (AL). Após a retirada manual da garrafa indesejada, o
operador do processo deve pressionar a botoeira Liga para o sistema entrar novamente em funcionamento.
Caso algum sensor de altura esteja em nível baixo quando um sensor que indique a presença de uma garrafa
maior esteja em nível alto, o processo deve parar e o alarme sonoro deve ser ativado.
a. (0,5 pontos) Elaborar as tabelas verdade para a etapa de determinação de conformidade das garrafas e
falha nos sensores.
b. (0,5 ponto) Encontrar a expressão lógica simplificada a partir do mapa de Karnaugh para as tabelas
verdade elaboradas.
c. (1,0 pontos) Elaborar um diagrama LADDER para controlar todo o processo (etapa de liga/desliga e
determinação de conformidade/falha nos sensores).
Página 1 Atividade n.º 01
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2. [3.0 pontos] Elabore um programa Ladder para uma partida estrela-triangulo de um motor trifásico com
reversão automática.
• Se o motor estiver desligado, sua partida deverá ser imediata.
• Se o motor já estiver ligado, e for solicitada a reversão da rotação, o programa primeiro desligará o motor,
esperando 15 s antes de liga-lo no novo sentido. Esta situação deve ser sinalizada com lampada AH
no ritmo 1,0 s ligada 1,0 s desligada.
• O motor sempre iniciará sua rotação no sentido determinado pela botoeira acionada (inclusive na situação de
reversão do sentido), ligado em estrela (contactor K1 ou K2, com K4) e 10 s depois passa automaticamente
para ligação triângulo (contactor K1 ou K2, com K3), permanecendo neste estado até ser desligado ou
receber o comando para reverter o sentido de rotação.
• A botoeira B0 desliga o motor, B1 liga no sentido horário (K1), B2 liga no sentido anti-horário (K2).
• O relé térmico F4, com rearme manual, quando acionado desligará o motor e impedirá que seja religado
enquanto o relé não for rearmado. Neste caso, todas as lâmpadas deverão piscar no ritmo 1,0 s
ligadas 0,5 s desligadas.
• Adicionalmente, quando o motor estiver ligado em estrela, a lâmpada ES deverá ser ligada, quando estiver
em triângulo a lampada TR, e independente de estar em estrela ou triângulo, quando estiver no sentido
anti-horário a lâmpada AH deverá ser ligada.
(a) Diagrama de Força
Clic02
Entradas
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8
Saídas
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8
B0 B1 B2 F4
K2
K1
K1
K2
K4
K3
K3
K4 DL ES TR AH
24 V
0 V
(b) Conexões do CLP
Figura 3: CLP Clic02 - Partida Estrela-Triângulo c/ Reversão e Sinalização - Diagramas
Página 2 Atividade n.º 01
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3. [3.0 pontos] Dado o processo descrito abaixo:
Elabore um programa Ladder para controle da passagem de pedestre em uma via. O sistema é composto por
um semáforo para pedestre (SEM2) e um semáforo de veículos (SEM1). O controle dos semáforos é efetuado
através de um botão de passagem (B1), possuindo o seguinte funcionamento:
• Inicialmente, o semáforo SEM1 mantém a luz verde acesa (S1) e o semáforo SEM2 a luz vermelha acesa (S5);
• Sendo feito um pedido de passagem de pedestre (acionamento de B1), o semáforo SEM1 comuta para a luz
amarela (S2), permanecendo neste estado durante 5 s;
• Decorrido o tempo estabelecido, o semáforo SEM1 comuta para a luz vermelha (S3) e o semáforo SEM2 para
a luz verde (S4). O sistema deverá permanecer neste estado por 10 s;
• Após a temporização de 10 s será iniciada uma temporização de 5 s, na qual o semáforo SEM1 permanecerá
com a luz vermelha (S3) ligada e no semáforo SEM2 a luz verde (S4) começará a piscar no ritmo 1,0 s ligada,
0,5 s desligada;
• Durante o tempo em que (S4) ligada na forma contínua o sinalizador sonoro (BZ) deverá ser acionado numa
taxa de 1,0 s ligado, 1,0 s desligado, quando S4 passara piscar, BZ deverá ser ligado e desligado na mesma
taxa de S4;
• Finalizadoa temporização de 5 s, o sistema deverá retornar ao estado inicial.
(a) Diagrama de Força
Clic02
Entradas
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8
Saídas
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8
24 V
B1
S1 S2 S3 S4 S5 BZ
0 V
(b) Conexões do CLP
Figura 4: CLP Clic02 - Semáforo p/ Passagem de Pedestres - Diagramas
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4. [2.5 pontos] Para Elaborar um programa ladder que sinaliza as situações proibidas no problema a seguir,
elabore a tabela verdade, e, usando o mapa de Karnaugh, encontre a expressão lógica simplificada a ser
implementada no diagrama ladder:
Descrição do Problema:
• Um HOMEM que transporta uma ONÇA, uma CABRA e um cesto de REPOLHO, precisa atravessar um
rio em um barco que tem apenas dois lugares, sendo um obrigatoriamente do HOMEM, que é o responsável
para conduzir o barco.
• A cada travessia o HOMEM pode levar apenas um item e pode, se necessário, voltar com um item.
• Não pode ficar sem acompanhamento do HOMEM numa mesma margem do rio qualquer combinação de
elementos que contenha:
– a ONÇA e a CABRA;
– a CABRA e o cesto de REPOLHO;
Descrição do Funcionamento do Programa:
• O processo será iniciado ao ser pressionada a chave CL (sem retenção), desde que as chaves H, O, C e R
estejam abertas (todas com retenção). Ao ser iniciado o processo a lâmpada AT será ligada.
• Quando for identificada uma combinação proibida de chaves, a lâmpada ER e o alarme sonoro AL serão
ligados e a lâmpada AT será desligada.
• Após a detecção de uma combinação proibida de chaves, o processo será interrompido e o sistema não
aceitará nenhuma tentativa adicional, mantendo a sinalização anterior até que as chaves H, O, C e R
retornem à posição aberta.
• O retorno das chaves H, O, C e R à posição aberta desliga o alarme sonoro AL e a lâmpada ER, a lâmpada
AT deverá permanecer desligada;
• Para dar inicio à nova tentativa é necessário pressionar a chave CL com as chaves H, O, C e R na posição
aberta.
• Se qualquer das chaves H, O, C e R estiver na posição fechada antes do processo ser iniciado ou reiniciado
acionará AL e ER.
H O C R Hex S
0 0 0 0 0 __
0 0 0 1 1 __
0 0 1 0 2 __
0 0 1 1 3 __
0 1 0 0 4 __
0 1 0 1 5 __
0 1 1 0 6 __
0 1 1 1 7 __
1 0 0 0 8 __
1 0 0 1 9 __
1 0 1 0 A __
1 0 1 1 B __
1 1 0 0 C __
1 1 0 1 D __
1 1 1 0 E __
1 1 1 1 F __
(a) Tabela verdade
𝐸𝑅
𝐶𝑅
𝐻𝑂
00 01 11 10
00
01
11
10
𝐶 𝐶
𝑂
𝐻
𝑂
𝐻
𝑂
𝑅 𝑅 𝑅
0 1 3 2
4 5 7 6
𝐶 𝐷 𝐹 𝐸
8 9 𝐵 𝐴
(b) Mapa de Karnaugh
Clic02
Entradas
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8
Saídas
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8
H O C R CL
AT ER AL
24 V
0 V
(c) Conexões do CLP
Figura 5: Problema HOCR – Tabela verdade e Diagrama de Ligação do CLP
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