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CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 1 1 - AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 1.1 - DEFINIÇÃO É o conjunto das técnicas baseadas em máquinas e programas com objetivo de executar tarefas previamente estabelecidas pelo homem e de controlar seqüências de operações sem a intervenção humana. 1.2 - AS VANTAGENS EM INVESTIR • Continuidade operacional; • Segurança no trabalho; • Redução de riscos ambientais; • Ampliação da produtividade; • Melhoria da qualidade; • Melhoria da competitividade no mercado. 1.3 - NECESSIDADE DE AUTOMATIZAR A automação começou a ganhar impulso no Brasil no início dos anos 90 com o fim da reserva de mercado de informática, aliada à abertura comercial e à globalização. Pesquisa realizada no primeiro semestre de 2009 pela ABINEE – Associação Brasileira da Indústria Eletroeletrônica mostra que é um dos setores da indústria que mais cresce e que mais contrata no país. A competição cada vez mais acirrada enfrentada pelo setor produtivo no mercado globalizado transformou a automação industrial em um dos principais requisitos para o desenvolvimento econômico do país e para uma participação mais eficiente da indústria brasileira no mercado internacional. 2 - PIRÂMIDE DA AUTOMAÇÃO 1.4 - O PROFISSIONAL DE AUTOMAÇÃO O profissional em automação industrial deve estar qualificado para aplicar em seu trabalho conhecimentos teóricos e práticos, afim de: • Analisar equipamentos de automação para: reparo, testes, configuração, calibração e detecção de defeitos. • Analisar e desenvolver sistemas de comando e controle de sistemas pneumáticos e hidráulicos aliados à eletroeletrônica. • Programar, instalar e configurar softwares de supervisão e controle. • Especificar e configurar sistemas de redes de comunicação industriais. • Identificar os diversos tipos de equipamentos de produção industrial. • Supervisionar projetos de instrumentação e controle. • Identificar estratégias de controle em processos de produção industrial. • Sintonizar e otimizar malhas de controle de processos industriais. • Identificar sistemas instrumentados de segurança e intertravamento. O profissional de Automação Industrial também deve estar preparado para o contínuo aprendizado, dada à diversidade da aplicação e velocidade com que a tecnologia muda atualmente, deve gostar de pesquisar e a determinação e paciência são características fundamentais. Foi na década de 1980 que surgiu a “pirâmide da automação”. Essa pirâmide divide os níveis dos equipamentos envolvidos nessa tecnologia de acordo com sua atuação na indústria e mostra como as informações são filtradas do nível 1 até chegar ao seu topo. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 2 2.1 - NIVEL 1 (DISPOSITIVOS DE CAMPO) O sucesso de um projeto de automação começa com uma base sólida de coleta de dados. A partir de instrumentos precisos de medição de temperatura, vazão, pressão, posição e outros, estruturam-se uma rede de informações sobre todos os processos de produção. Sensores e atuadores são a base deste nível. 2.2 - NIVEL 2 (SISTEMAS DE CONTROLE) Neste nível, equipamentos de controle que atuam automaticamente sobre válvulas, motores e outros elementos a fim de corrigir rapidamente qualquer desvio que possa interferir na eficiência ou na qualidade dos bens produzidos. São utilizados os Controladores Lógicos Programáveis (CLP), controladores dedicados, multiloops, SDCD, PC industrial e outros. 2.3 - NIVEL 3 (SISTEMAS DE SUPERVISÃO) Os Sistemas de Supervisão e Aquisição de Dados (“Supervisory Control And Data Acquisition”) permitem a coleta de dados de vários equipamentos do chão-de-fábrica para um servidor central, com a função de gerar os dados utilizados para seu controle e supervisão. As IHM’s (Interfaces Homem-Máquina), interfaces de operação associadas aos sistemas SCADA, possibilitam a visualização de telas sinóticas, gráficos de tendências e execução de comandos para controle do processo. 2.4 - NIVEL 4 (SISTEMAS PIMS E MÊS) Os sistemas MES (Manufacturing Execution System) têm como papel principal gerenciar o fluxo de informações de produção e centralizá-los em um único sistema. De forma efetiva, ele é capaz de reportar as informações certas na hora certa e no local certo, transformando dados de processo em informações mais valiosas. Os sistemas MES estão entre o planejamento da produção realizados nos ERP’s e o controle de processo (sistemas Supervisórios, CLPs e PIMS), com o intuito de apoiar de forma efetiva as intenções estratégicas relacionadas direta ou indiretamente com as operações de manufatura. 2.5 - NIVEL 5 (SISTEMAS DE GERENCIAMENTO) ERP (Enterprise Resource Planning) ou SIGE (Sistemas Integrados de Gestão Empresarial) são sistemas de informação que integram todos os dados e processos de uma organização em um único sistema. A integração pode ser vista sob a perspectiva funcional (sistemas de: finanças, contabilidade, recursos humanos, fabricação, marketing, vendas, compras, etc) e sob a perspectiva sistêmica (sistema de processamento de transações, sistemas de informações gerenciais, sistemas de apoio a decisão, etc). Os ERPs em termos gerais, são uma plataforma de software desenvolvida para integrar os diversos departamentos de uma empresa, possibilitando a automação e armazenamento de todas as informações de negócios. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 3 3 - REVISÕES DE ELETRICIDADE BÁSICA 3.1 - TENSÃO ELÉTRICA (V) É a diferença de potencial elétrico entre dois pontos, sendo a "força" responsável pela movimentação de elétrons. Sua unidade de medida é o Volt [V]. 3.2 - RESISTÊNCIA ELÉTRICA (R) É a capacidade de um corpo se opor à passagem de corrente elétrica, quando existe uma diferença de potencial aplicada. Sua unidade de medida é o Ohm [Ω]. 3.3 - CORRENTE ELÉTRICA (I) A Intensidade corrente elétrica é o fluxo de elétrons que circula por um corpo quando entre suas extremidades houver uma diferença de potencial aplicada. Sua unidade de medida é o Ampere [A]. Esses três conceitos: corrente, tensão e resistência estão relacionadas entre si, de tal maneira que, conhecendo dois deles, pode-se calcular o terceiro através da Lei de Ohm. LEI DE OHM “A corrente elétrica é diretamente proporcional a tensão aplicada em uma resistência”. V = Tensão (V) I = Corrente (A) R = Resistência (Ω) Prefixos para indicar frações ou múltiplos de unidades Símbolo Fração/Múltiplo p pico (1 trilionésimo 10-12) n nano (1 bilionésimo 10-9) µ micro (1 milionésimo 10-6) m mili (1 milésimo 10-3) K Kilo (1 milhar 103) M Mega (1 milhão 106) G Giga (1 bilhão 109) T Tera (1 trilhão 1012 3.4 LEIS DE POTÊNCIA A potência é uma grandeza que mede a velocidade com que um trabalho é realizado. Derivadas da lei de Ohm têm as seguintes equações que relacionam a potencia em um circuito elétrico. Onde a Potência é dada em Watt [W]. 3.5 - FORMAS DE ONDA DOS SINAIS ELÉTRICOS 3.5.1 - CORRENTE CONTÍNUA (DC ou CC) A corrente elétrica flui apenas em um sentido, criando uma “POLARIDADE” no circuito. Desta forma temos sempre bem definido os terminais “POSITIVO” e “NEGATIVO”. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 4 3.5.2 - CORRENTE ALTERNADA (CA ou AC) A corrente elétrica muda de sentido em função do tempo. Existe uma “INVERSÃO DE POLARIDADE” no circuito. A quantidade de ocorrência da inversão de polaridade (ou “OSCILAÇÃO”) é denominada “FREQUÊNCIA”, cuja unidade de medida é o Hertz [Hz]. O tempo decorrido para uma oscilação recebe o nome de período (T), cuja unidade de medida é dada em Segundos (S). Sendoa freqüência o inverso do período. f = Freqüência (Hz) T = Período (Segundos) 3.5.3 - OUTRAS FORMAS DE SINAIS ELÉTRICOS São muito utilizadas também as seguintes formas de sinais elétricos: ONDA QUADRADA ONDA DENTE DE SERRA ONDA TRIANGULAR Esses sinais podem conter componentes de corrente contínua e alternada misturadas, em quantidades que dependem de seus valores mínimos e máximos. 4 – COMPONENTES DE COMANDOS ELÉTRICOS 4.1 - CONTATO ELÉTRICO Em comandos elétricos utiliza-se bastante um elemento simples que é o contato elétrico. Também denominado de chave. É um componente eletromecânico usado para ligar, desligar ou direcionar a corrente elétrica, através de um acionamento mecânico, de forma manual ou automática. Basicamente existem dois tipos de contatos, listados a seguir: CONTATO NORMALMENTE ABERTO (NA) Não há passagem de corrente elétrica na posição de repouso. CONTATO NORMALMENTE FECHADO (NF) Há passagem de corrente elétrica na posição de repouso. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 5 CONTATO REVERSÍVEL É comum encontrar também os dois contatos associados à mesma ação de acionamento. São os contatos reversíveis. Geralmente possuem um terminal em comum. A mesma ação que aciona o contato NA desaciona o contato NF. 4.2 - ASSOCIAÇÃO DE CONTATOS ELÉTRICOS Quando se fala em associação de contatos é comum montar uma tabela contendo todas as combinações possíveis entre os contatos, esta é denominada de “Tabela Verdade”. ASSOCIAÇÃO SÉRIE Na combinação em série a carga estará acionada somente quando os dois contatos estiverem acionados e por isso é denominada de “função E”. ASSOCIAÇÃO PARALELA Na combinação em paralelo qualquer um dos contatos ligados aciona a carga e por isso é denominada de “função OU”. OBS: 0 = DESLIGADO 1 = LIGADO 4.3 - POLOS E POSIÇÕES Embora exista uma grande variedade de chaves elétricas, há vários termos que são comuns quando se descreve a construção de qualquer chave. POLOS E POSIÇÕES DESCRIÇÃO SIMBOLO SPST SINGLE-POLE, SINGLE-THROW SIMPLES POLO SIMPLES POSIÇÃO SPDT SINGLE-POLE, DOUBLE-THROW SIMPLES POLO DUPLA POSIÇÃO DPST DOUBLE-POLE, SINGLE-THROW DUPLO POLO SIMPLES POSIÇÃO DPDT DOUBLE-POLE, DOUBLE -THROW DUPLO POLO DUPLA POSIÇÃO OBS: Esta nomenclatura se aplica também aos contatos de relés. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 6 4.4 - TIPOS DE CHAVES 4.4.1 - CHAVES MANUAIS São acionadas manualmente. Assim que o operador aperta o seu acionamento, seus contatos mudam de estado. Podem ser basicamente de três tipos: CHAVE FUNCIONAMENTO SIMBOLO CHAVE LIGA-DESLIGA (on/off) A chave liga-desliga é retentiva, ou seja, a chave é ligada por um movimento mecânico e os contatos permanecem na posição alterada, até que a chave seja acionada no sentido contrario. CHAVE BOTOEIRA (push button) A chave botoeira é projetada para abrir ou fechar um circuito quando acionada e retornar à sua posição normal, quando desacionada. O contato é não retentivo, ou seja, o contato só permanece na posição alterada enquanto a chave estiver acionada. CHAVE SELETORA A chave seletora ou rotatória fecha e abre circuitos quando é girada entre posições. Um contato fixo ao eixo gira por meio de um knob ligado à outra extremidade do eixo. A chave seletora é usada para selecionar duas, três, dez ou mais posições. 4.4.2 - CHAVES AUTOMÁTICAS As chaves automáticas são acionadas pela posição de algum dispositivo ou pelo valor de alguma grandeza física. Normalmente possuem em sua constituição física sensores para detectar variações em alguma grandeza física e acionar os(s) contatos(s) elétricos. DISPOSITIVO ACIONAMENTO SIMBOLO (NA - NF) CHAVE DE PRESSÃO PRESSOSTATO PRESSÃO CHAVE DE TEMPERATURA TERMOSTATO TEMPERATURA CHAVE DE VAZÃO CHAVE DE FLUXO VAZÃO OU FLUXO CHAVE DE NÍVEL NIVEL CHAVE FIM DE CURSO CHAVE LIMITE POSIÇÃO CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 7 4.5 - RELÉS Os relés são dispositivos eletromecânicos, que tem seus contatos acionados por um “eletroímã”, formados por uma bobina de fio de cobre e um núcleo magnético. Ao energizar a bobina, um campo magnético atua sobre os contatos, comutando o estado dos mesmos. TERMINAIS CONSTRUÇÃO FÍSICA SIMBOLO A1 e A2 – BOBINA 1 e 2 - CONTATO NF 3 e 4 – CONTATO NA A bobina é completamente isolada dos contados. Por essa característica, os relés são os elementos fundamentais de manobra de cargas elétricas, pois permitem a combinação de lógicas no comando, bem como a separação dos circuitos de potência e comando. O acionamento da bobina do relé é feito com baixas correntes e/ou tensões. Os contatos, porém, podem chavear correntes e tensões mais elevadas, podendo comandar cargas de potências maiores. Um contato auxiliar, seja de relê, contator, disjuntor que está isolado galvanicamente do resto do circuito também é denominado de “CONTATO SECO”. 4.6 - CONTATORES Para fins didáticos podem-se considerar os contatores como relés expandidos, pois o principio de funcionamento é similar. Porém sua construção é muito mais robusta e sua capacidade de chavear altas correntes tornam seu uso praticamente obrigatório na maioria dos circuitos de potência trifásicos. 4.6.1 - DEFINIÇÃO (DE NORMA) “Chave de operação não manual, eletromagnética, que tem uma única posição de repouso e é capaz de estabelecer, conduzir e interromper correntes em condições normais do circuito, inclusive sobrecargas no funcionamento.” CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 8 SIMBOLO ELEMENTOS CONSTRUTIVOS DETALHES CONSTRUTIVOS CONTATOS NÚCLEO BOBINA MOLAS CARCAÇA 4.6.2 - BOBINA Tem os terminais são identificadas de forma alfanumérica com A1 e A2. Normalmente a bobina dos contatores pode ser alimentada com as seguintes tensões: • 24 VCC • 48 VCC • 127 VCA • 220 VCA 4.6.3 - CONTATOS PRINCIPAIS São aqueles componentes de ligação que, em estado fechado, conduz a corrente do circuito de potência. Os contatos principais de um contator são dimensionados com o objetivo principal de estabelecer e interromper correntes de motores, podendo ainda, acionar cargas resistivas, capacitivas e outras. São identificados por números unitários e por um sistema alfanumérico 4.6.4 - CONTATOS AUXILIARES São dimensionados para a comutação de circuitos auxiliares para comando, sinalização e intertravamento elétrico, entre outras aplicações. Os terminais dos circuitos auxiliares devem ser marcados ou identificados nos diagramas, através de figura com dois números, a saber: UNIDADE REPRESENTA A FUNÇÃO DO CONTATO DEZENA REPRESENTA A SEQÜÊNCIA DE NUMERAÇÃO CONTATOS NF Identificam por 1 e 2 CONTATOS NA Identificam por 3 e 4 Contatos devem ser marcados com o mesmo número de seqüência. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 9 4.7 - DISJUNTORES São dispositivos de proteção, capaz de conduzir e interromper correntes em condições normais do circuito, assim como conduzir por tempo especificado e interromper correntes em condições anormais especificadas do circuito, tais como as de curto-circuito. Têm como função garantir a proteção, abertura e fechamento de um circuito sem o risco de arco voltaico. DISJUNTOR-MOTOR É um dispositivo composto de disparadores térmicos e magnéticos que atua na partida do motor elétrico, assegurando o comando e a proteção do motor e da partida em si contra: queima causada por variação de tensão e corrente na rede, elevação de temperatura do motor e condutores,e contra sobrecargas. Quando está associado a um contator é possível realizar ligação à distância, quando do contrário deve ser acionado manualmente. Na associação disjuntor/contator, ambos exercem a função de proteção. Antigamente a proteção contra corrente de sobrecarga era feita por um elemento separado denominado de RELÉ TÉRMICO. Este elemento é composto por uma junta bi-metálica que se dilatava na presença de uma corrente acima da nominal por um período de tempo longo. Atualmente os disjuntores englobam esta função e sendo assim os relés de sobrecarga caíram em desuso. 4.8 - SINALIZAÇÃO A sinalização é um recurso altamente recomendado em sistemas elétricos e de automação. Segurança de processos e maquinas, bem como a operação e manutenções das mesmas devem ser bem sinalizadas para que o ser humano possa identificar com clareza as ocorrências e estado dos equipamentos. 4.8.1 - SINALIZAÇÃO VISUAL Para a sinalização visual de eventos usam-se lâmpadas (ou LED). As lâmpadas são usadas para sinalizar tanto situações normais quanto anormais, tendo uma cor referente a cada tipo de ocorrência. SIMBOLO CORES SIGNIFICADO VERMELHO Condições anormais, perigo ou alarme. AMARELO Atenção, cuidado. VERDE Condição de serviço segura. BRANCA Funcionamento normal. AZUL Informações especiais. 4.8.2 - SINALIZAÇÃO SONORA As buzinas e sirenes são usadas apenas para sinalizar condições de emergência, como vazamentos de gases, ou ainda para informações em local onde a sinalização visual seja insuficiente. H CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 10 4.9 - CHAVE SECCIONADORA É um dispositivo que tem por função a manobra de abertura ou desligamento dos condutores de uma instalação elétrica. A finalidade principal dessa abertura é a manutenção da instalação desligada. Normalmente é chamada de “CHAVE GERAL”. A chave seccionadora deve suportar, com margem de segurança, a tensão e corrente nominais da instalação, isso é normal em todos os contatos elétricos, mas nesse caso se exigem melhor margem de segurança. Esse dispositivo de comando é construído de modo a ser impossível que se ligue (feche) por vibrações ou choques mecânicos, só podendo, portanto ser ligado ou desligado pelos meios apropriados para tais manobras. 4.10 - TRANSFORMADOR DE COMANDO O transformador de comando, também chamado de “TRAFO”, tem como objetivo principal compatibilizar a tensão da rede com a tensão de comando. O transformador isola (separa) galvanicamente o circuito de comando do principal. Com esta prática o circuito de comando estará isento de qualquer anomalia (curto-circuito, sobrecargas) do circuito de potência. Outra função importante do transformador isolador é a necessidade de se evitar que ruídos e picos de rede entrem nos controladores (CLP e outros). 4.11 - FUSÍVEIS Os fusíveis são dispositivos de proteção contra curto-circuito (e contra sobrecarga caso não seja usado relé para este fim) de utilização única, ou seja, após sua atuação devem ser descartados. F 4.12 - MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO (MIT) Os motores elétricos são a principal carga industrial que encontramos ligada ao sistema elétrico de potência. Dos diversos tipos de motores, cerca de 85 a 90% se concentram nos motores de corrente alternada (CA), trifásicos, de indução com gaiola de esquilo, que, apesar de não serem necessariamente os eletricamente melhores, são os mais robustos e baratos. Os motores indução trifásicos podem apresentar 6, 9 ou 12 terminais. Cada par de terminais é referente a uma bobina. Para efeito de estudo dos comandos elétricos citaremos apenas o MIT de 6 terminais em nossos exemplos e experiências práticas. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 11 FECHAMENTO DO MIT (6 TERMINAIS) É chamada de “FECHAMENTO DO MOTOR” a forma de interligação das bobinas. Em geral o fabricante fornece os dados necessários para esse fechamento, indicados na placa do MIT. De acordo com esse fechamento, o MIT pode ser configurado para trabalhar em duas redes de alimentação (ex. 220V ou 380V), especificadas pelo fabricante. FECHAMENTO TERMINAIS BOBINAS CARACTERÍSTICAS TRIÂNGULO ∆ REDE DE ALIMENTAÇÃO: TENSÃO MENOR: 220 V ESTRELA γ REDE DE ALIMENTAÇÃO: TENSÃO MAIOR: 380 V Depois de feito o fechamento das bobinas do MIT, o mesmo pode ser representado com apenas 03 terminais de alimentação. O terminal PE refere-se ao aterramento do MIT. 5 - COMANDOS ELÉTRICOS Por definição os comandos elétricos têm por finalidade a manobra de motores elétricos que são os elementos finais de potência em um circuito automatizado. Entende-se por manobra o estabelecimento e condução, ou a interrupção de corrente elétrica em condições normais e de sobrecarga. O circuito de comando também tem as funções de selo, intertravamento, sinalização, lógica e medição. O termo “INTERTRAVAMENTO” designa a forma de interdependência entre contatos elétricos, de modo a formar uma lógica para funcionamento seguro de dispositivos elétricos. A tensão de comando pode ser contínua ou alternada. Após ser determinada a tensão de comando, todos os elementos de acionamento devem ser comprados para esta tensão. Podemos classificar os dispositivos estudados segundo sua função dentro dos comandos elétricos: FUNÇÃO DISPOSITIVOS SECCIONAMENTO • CHAVE SECCIONADORA PROTEÇÃO • DISJUNTOR • DISJUNTOR-MOTOR • FUSÍVEIS ACIONAMENTO • RELÉS • CONTATORES SINALIZAÇÃO • LÂMPADAS e LEDs • SIRENE COMANDO • BOTOEIRAS • RELÉS AUXILIARES • CONTATOS AUXILIARES • TRAFO DE COMANDO CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 12 5.1 - DIAGRAMAS ELÉTRICOS Do ponto de vista de diagramação, os circuitos de acionamentos de motores classificam-se em: • Circuitos de Força (também chamando de Potência ou Principal); • Circuitos de Comando (também chamando de Auxiliar); Os circuitos de força são aqueles em que são mostrados os dispositivos de manobra e de proteção e a carga elétrica, que pode ser um motor. Não envolve lógica de comando. Os circuitos de comando são aqueles em que são mostrados as bobinas dos contatores e os contatos dos mesmos interligados, formando o intertravamento e a lógica de comando da carga. A sinalização também está inserida no circuito de comando. Os diagramas elétricos podem ser feitos de acordo como o modelo UNIFILAR ou MULTIFILAR conforme seu objetivo. No estudo de comandos elétricos a seqüência mostrada a seguir orienta o projeto de qualquer circuito de potência para acionamento de motores. DIAGRAMA DE BLOCOS DIAGRAMA MULTIFILAR DIAGRAMA UNIFILAR Objetiva mostrar a seqüência de ligação dos dispositivos e a função dos mesmos. Objetiva mostrar todos os condutores e detalhes existentes em uma instalação. Objetiva mostrar as interligações entre equipamentos sem minúcias quanto aos pontos de conexão. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 13 5.2 - ACIONAMENTO DE MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS O Motor de Indução Trifásico (MIT) é a principal carga utilizada dentro dos sistemas elétricos industriais. Processos de transporte e movimentação de materiais e líquidos, geração de vapor, ar comprimido, bombeamento de líquidos e outras operações, utiliza-se o MIT. Assim em comando elétricos se faz necessário conhecer as formas mais usuais de acionamento desses motores. 5.2.1 - PARTIDA DIRETA A primeira e mais básica forma de acionamento do MIT apresentada é a partida direta. Esta se destina simplesmente ao acionamento e interrupção do funcionamento de um motor de indução trifásico, em um determinado sentido de rotação. A seqüência deligação dos elementos é mostrada acima, onde se pode notar a presença dos circuitos de potência e comando. A partida direta funciona da seguinte forma: ao pressionar a botoeira S1 permite-se a passagem de corrente pela bobina do contator K1, ligando o motor. Para que o mesmo não desligue, acrescentou-se um contato NA de K1 em paralelo com S1. Este contato é denominado de selo, sendo muito utilizado em manobras e, portanto é de fundamental importância. A botoeira S2 serve para o desligamento do motor. A lâmpada H1 sinaliza que o circuito de comando está energizado. A lâmpada H2 sinaliza que houve uma sobrecarga no circuito de potência, sendo energizada pelo acionamento do disjuntor-motor Q2. A lâmpada H3 sinaliza o acionamento do MIT, indicando se o mesmo está ligado ou não. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 14 5.2.2 - PARTIDA REVERSA Esta manobra destina-se ao acionamento do motor com possibilidade de reversão do sentido de giro de seu eixo. Para fazer isso se devem trocar duas fases, de forma automática. Portanto utilizam-se dois contatores, um para o sentido horário e outro para o sentido anti-horário (K1 e K2). A figura abaixo mostra os circuitos de comando e potência para este tipo de partida. No circuito de potência, pode-se observar que, se K1 for acionado, a alimentação do motor terá uma seqüência de fases. Caso K2 seja acionado, haverá uma inversão das fases R e T, provocando a mudança no sentido de rotação. É importante observar que os fios passando pelos contatores K1 e K2 ligam as fases R e T diretamente sem haver passagem por uma carga. Desse modo estes contatores não podem ser ligados simultaneamente, pois isso causaria um curto-circuito no sistema. Para evitar isso se introduz no comando dois contatos NF, um de K1 antes da bobina de K2 e outro de K2 antes da bobina de K1. Esse procedimento é denominado de “intertravamento” sendo muito comum nos comandos elétricos. Ao pressionar o botão S1 permite-se a passagem de corrente pela bobina de K1. Automaticamente os contatos 1-2, 3-4 e 5-6 se fecham ligando o motor. O contato 13-14 de K1 também se fecha “selando” a passagem de corrente. O contato 21-22 de K1 se abre, impedindo a passagem de corrente pela bobina de K2, mesmo que o operador pressione a botoeira S2 tentando reverter à velocidade de rotação. Desse modo é necessária a parada do motor para inverter o sentido de giro, por isso o circuito é denominado de “partida com reversão de parada obrigatória”. O funcionamento do circuito quando se liga o motor no outro sentido de rotação através da botoeira S2 é similar e por isso não será descrito. Em alguns casos, dependendo da carga manobrada, adiciona-se ainda temporizadores de modo a contar um tempo antes que a velocidade possa ser invertida. Evitam-se assim os famosos “trancos” extremamente prejudiciais ao sistema mecânico e elétrico. A segurança também pode ser aumentada convenientemente através da adição de mais dois contatos de intertravamento, garantido assim a inexistência de curtos, caso um dos contatos esteja danificado. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 15 5.2.3 - PARTIDA ESTRELA TRIÂNGULO Normalmente os motores de indução exigem, durante a partida, uma corrente maior que pode variar de cinco a sete vezes o valor de sua corrente nominal. Esta característica é extremamente indesejável, pois além de exigir um super dimensionamento dos cabos, ainda causa quedas no fator de potência da rede, provocando possíveis multas da concessionária de energia elétrica. Uma das estratégias para se evitar isso é a Partida Estrela-triângulo, cujo princípio é o de ligar o motor na configuração estrela, reduzindo a corrente e posteriormente comutá-lo para triângulo atingindo sua potência nominal. . A figura acima mostra os circuitos de comando e potência para a partida estrela-triângulo, respectivamente. Para funcionar de forma automática, o fechamento do motor, antes feito no próprio, é realizado agora através da combinação dos contatores K1-K2 e K1-K3. Desse modo K2 e K3 não podem funcionar simultaneamente, pois ocorreria curto-circuito, pela mesma razão já explicada na partida com reversão. O intertravamento destes dois contatores pode ser observado no circuito de comando. Introduz-se nesta partida o relê temporizador (K6), responsável pela comutação do motor de estrela para triângulo. O motor deve alcançar, pelo menos, 90% de sua velocidade nominal de regime antes de haver a comutação da chave. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 16 6 - CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL (CLP) O Controlador Lógico Programável (CLP) ou (PLC) é a maior revolução que ocorreu no mundo da eletrônica na área de automação industrial. Antes do surgimento dos CLPs as tarefas de comando e controle de máquinas e processos Industriais eram feitas por relés eletromagnéticos, especialmente projetados para este fim, o resultado era um volume considerável de dispositivos dispostos sobre painéis com grande espaço e pouca flexibilidade. O CLP nasceu praticamente dentro da indústria automobilística americana, especificamente na Hydromic Division da General Motors, em 1968, devido a grande dificuldade de se mudar a lógica de controle de painéis de comando a cada mudança na linha de montagem. Estas mudanças implicavam em altos gastos de tempo e dinheiro. Sob a liderança do engenheiro Richard Morley, foi preparada uma especificação que refletia os sentimentos de muitos usuários de relés, não só da indústria automobilística como de toda a indústria manufatureira. Hoje na indústria é possível encontrar CLPs em controles individuais como uma “ilha” ou como parte de um complexo sistema de produção integrado em rede. DEFINIÇÃO SEGUNDO A ABNT (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS) É um equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com aplicações Industriais. DEFINIÇÃO SEGUNDO A NEMA (NATIONAL ELECTRICAL MANUFACTURERS ASSOCIATION) Aparelho eletrônico digital que utiliza uma memória programável para o armazenamento interno de instruções para implementações específicas, tais como lógica, seqüenciamento, temporização, contagem e aritmética, para controlar, através de módulos de entradas e saídas, vários tipos de máquinas ou processos. 6.1 - VANTAGENS NA UTILIZAÇÃO DE CLP Hoje os CLPs oferecem um considerável número de benefícios para aplicações Industriais, que podem ressaltar em economia que excede o custo do CLP e devem ser considerados quando da seleção de um dispositivo de controle industrial. As vantagens em sua utilização, comparados a outros dispositivos de controle industrial incluem: • Ocupa menor espaço; • Requer menor potência elétrica; • Permite sua fácil reutilização; • É programável, permitindo a alteração dos parâmetros de controle; • Apresenta maior confiabilidade; • Sua manutenção é mais fácil e rápida; • Oferece maior flexibilidade; • Apresenta interface de comunicação com outros CLP e computadores; • Permite maior rapidez na elaboração do projeto do sistema. 6.2 - APLICAÇÕES PRÁTICAS EM AMBIENTES INDUSTRIAIS O controlador programável existe para automatizar processos Industriais, sejam de seqüenciamento, intertravamento, controle de processos, batelada, etc. Este equipamento tem seu uso tanto na área de automação da área de manufatura, de processos, elétrica, predial, entre outras. Praticamente não existem ramos de aplicações Industriais onde não se possam aplicar os CLPs, entre elas tem-se: • Máquinas Industriais (operatrizes, injetoras de plástico, têxteis, calçados); • Equipamentos Industriais para processos (siderurgia, papel e celulose, petroquímica, química, alimentação, mineração, etc.); • Equipamentos para controle de energia (demandaou fator de carga); • Controle de processos com realização de sinalização, intertravamento e controle; • Malhas de controle complexo (PID, Lógica Fuzzy); • Aquisição de dados de supervisão; • Bancadas de teste automático de componentes Industriais; CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 17 Com a tendência dos CLPs terem baixo custo, muita inteligência, facilidade de uso e massificação das aplicações, a utilização deste equipamento não será apenas nos processos, mas também nos produtos. 6.3 - ASPECTOS DE HARDWARE O diagrama de blocos abaixo representa a estrutura básica de um controlador programável com todos os seus componentes. Estes componentes irão definir o que denominamos configuração do CLP. 6.3.1 - FONTE DE ALIMENTAÇÃO 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, +/- 12 Vcc para a comunicação com o programador ou computador); • Manter a carga da bateria, nos sistemas que utilizam relógio em tempo real; • Fornecer tensão para alimentação das entradas e saídas (12 ou 24 Vcc). CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 18 6.3.2 - BATERIA As baterias são usadas nos CLPs para manter o circuito do Relógio em Tempo Real (RTC), reter parâmetros ou programas (em memórias do tipo RAM), mesmo em caso de corte de energia, guardar configurações de equipamentos etc. Normalmente são utilizadas baterias recarregáveis do tipo Ni–Ca ou Li. Nestes casos, incorporam se circuitos carregadores. 6.3.3 - PROCESSADOR OU CPU (UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO) Também chamada de CPU, é responsável pelo funcionamento lógico de todos os circuitos. Nos CLPs modulares a CPU está em uma placa (ou módulo) separada das demais, podendo-se achar combinações de CPU e Fonte de Alimentação. Nos CLPs de menor porte a CPU e os demais circuitos estão todos em único módulo. Utiliza microprocessadores ou microcontroladores de 8,16 ou 32 bits e, em CLPs maiores, um co- processador (microprocessador dedicado) adicional para aumentar a capacidade de processamento em cálculos complexos com aritmética de ponto flutuante. A seguir são descrita as formas de processamento utilizadas pelos CLPs. 6.3.3.1 - PROCESSAMENTO CÍCLICO (VARREDURA OU SCAN) Este tipo é a forma mais comum de execução que predomina em todas as CPU´s conhecidas, e de onde vem o conceito de varredura (SCAN), ou seja, as instruções de programa contidas na memória, são lidas uma após a outra seqüencialmente do início ao fim, daí retornando ao início ciclicamente. Um dado importante de uma CPU é o seu tempo de varredura, ou seja, o tempo gasto para a execução de um ciclo. Este tempo está relacionado com o tamanho do programa do usuário. A maioria dos fabricantes de CLPs especifica os tempos de varredura como função do tamanho do programa, caracterizando a existência de CLPs rápidos e lentos. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 19 6.3.3.2 - PROCESSAMENTO POR INTERRUPÇÃO Em algumas situações, é necessário interromper o ciclo normal de um programa para priorizar uma rotina em especial. Nestes casos, ao reconhecer um pedido de interrupção, a CPU interrompe o ciclo normal de programa e executa um outro programa chamado de rotina de interrupção. Esta interrupção pode ocorrer a qualquer instante na execução do ciclo de programa. Ao finalizar esta situação o programa voltará a ser executado do ponto onde ocorreu a interrupção. As interrupções no programa de usuário podem ser ativadas por Hardware (ex. uma entrada que foi ativada) ou por software, no mesmo programa (ex. uma variável que alterou seu valor). 6.3.3.3 - PROCESSAMENTO COMANDADO POR TEMPO Às vezes as interrupções têm que ser feitas de forma periódica e com duração definida. Assim o ciclo normal pode ser alterado de duas formas: ou é interrompido para execução de uma interrupção, ou uma parte do programa passa a se tornar ativa durante um tempo definido. Lembrando que isso aumentará o tempo de scan (varredura) e deve ser considerado na hora de elaborar programas em aplicações críticas. Este tipo de processamento também pode ser visto como um tipo de interrupção, porém ocorre a intervalos regulares de tempo dentro do ciclo normal de programa. 6.3.3.4 - PROCESSAMENTO POR EVENTO Este é processado em eventos específicos, tais como na interrupção de energia, falha na bateria e estouro do tempo de supervisão do ciclo da CPU. Existe uma função importante da CPU, chamada WATCHDOGTIMER (cão de guarda), que tem grande utilidade na segurança do sistema. É um temporizador que monitora o tempo de scan do CLP e caso esse tempo seja maior que o tempo do WATCHDOGTIMER, o CLP detecta que está havendo algum erro de processamento no scan do programa e pára de funcionar gerando um alarme externo. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 20 6.3.4 - ÁREAS DE MEMÓRIAS As áreas de memória dos CLPs são divididas em duas partes, a memória do sistema operacional e a memória de aplicação. 6.3.4.1 - MEMÓRIA DO SISTEMA OPERACIONAL É subdividida em duas partes, descritas a seguir: 6.3.4.1.1 - PROGRAMA DE EXECUÇÃO (FIRMWARE) Constitui o programa desenvolvido pelo fabricante do CLP, o qual determina como o sistema deve operar, incluindo a execução do programa de aplicação, controle de serviços periféricos, atualização dos módulos do E/S, etc. O programa de execução é responsável pela tradução do programa de aplicação desenvolvido pelo usuário em linguagem de alto nível, para instruções que o processador do CLP possa executar em linguagem de máquina. É armazenado em memória não volátil tipo ROM, normalmente EPROM. O usuário não tem acesso a esta memória, exceto quando for executar uma atualização de firmware. 6.3.4.1.2 - MEMÓRIA DE RASCUNHO DO SISTEMA Trata-se de uma área de memória reservada para o armazenamento momentâneo de uma quantidade pequena de dados utilizados pelo sistema operacional, para cálculos, controle ou status interno (calendário e relógios internos, acumuladores, dados internos, flags de alarmes e erro). Uma característica desta área de memória é o acesso rápido, sendo do tipo RAM. O usuário tem acesso restrito de somente leitura a algumas informações internas, definidas pela fabricante do CLP. 6.3.4.2 - MEMÓRIA DE APLICAÇÃO (MEMÓRIA DO USUÁRIO) Subdividida em 3 partes, descritas a seguir: 6.3.4.2.1 - PROGRAMA DO USUÁRIO Nesta área é armazenado o programa desenvolvido pelo usuário para a execução do controle desejado (LADDER ou em outra linguagem). Trata-se normalmente de memória RAM com bateria de segurança. 6.3.4.2.2 - MEMÓRIA DE DADOS Essa área armazena dados que são utilizados pelo programa de aplicação, como valores atuais e de preset (pré-ajuste) de temporizadores / contadores e variáveis do programa, além do estado de entradas e saídas. A atualização desses estados é realizada constantemente, refletindo as mudanças ocorridas nos pontos de entrada, e as atualizações das saídas são efetuadas pelo programa de aplicação. 6.3.4.2.3 - TABELA IMAGEM DAS ENTRADAS E SAÍDAS Sempre que a CPU executa um ciclo de leitura das entradas ou executa uma modificação nas saídas, ela armazena o estado de cada uma das entradas ou saídas em uma região de memória denominada Memória Imagem das Entradas / Saídas. Essa região de memória funciona como uma espécie de “tabela” onde a CPU irá obter informações das entradas ou saídas para tomar as decisões durante o processamento do programa do usuário. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL ControladoresLógicos programáveis Micrologix /SLC500 21 A seguir uma tabela resume as divisões de memória em um CLP. ÁREA DE MEMÓRIA MEMÓRIA TIPO ACESSO MEMORIA DO SISTEMA OPERACIONAL FIRMWARE EPROM ATUALIZAÇÃO RASCUNHO DO SISTEMA RAM SOMENTE LEITURA MEMORIA DE APLICAÇÃO PROGRAMA DO USUÁRIO RAM LEITURA E ESCRITA MEMÓRIA DE DADOS RAM LEITURA E ESCRITA TABELA IMAGEM DE ENTRADAS E SAÍDAS RAM ENTRADAS → LEITURA SAIDAS → ESCRITA 6.3.5 - CANAIS DE COMUNICAÇÃO 6.3.5.1 - COMUNICAÇÃO SERIAL É a forma de comunicação mais utilizada entre os CLPs e a maioria dos periféricos, especialmente os terminais de programação, microcomputadores, impressoras, etc. Os padrões mais utilizados são o RS-232C e o RS-485. Esses canais de comunicação são nomeados como portas COM, seguidas de uma numeração para identificá-las. Ex. COM1, COM2. 6.3.5.2 - COMUNICAÇÃO ETHERNET A Ethernet está ganhando aceitação na área industrial. Computadores pessoais, impressoras e outros periféricos com interfaces prontas para Ethernet estão migrando para a área industrial e, quando usado com switches inteligentes e roteadores este padrão de rede ganha ainda maior aceitação no "chão-de-fábrica". Construída sobre o protocolo TCP/IP, a rede Ethernet dá acesso, de forma transparente desde o “chão- de-fábrica" até a rede corporativa, facilitando o desenvolvimento de sistemas que integram desde a aquisição de dados das variáveis de processo até a os bancos de dados corporativos, acessados pelos sistemas de gestão empresariais tipo ERP, RP, SAP. 6.3.5.3 - MÓDULOS ESPECIAIS DE COMUNICAÇÃO Para integrar os CLPs em uma rede industrial, existem módulos (cartões) especiais de comunicação que permitem o CLP interagir com outros equipamentos industriais. Diversos padrões de redes estão presentes no chão de fábrica. Podemos citar as redes DEVICENET, PROFIBUS, FIELDBUS FOUNDATION, AS-ASI, etc. 6.3.6 - MÓDULOS DE IO (IMPUT / OUTPUT) Os módulos de I/O fazem a comunicação entre a CPU e o meio externo (por meio dos dispositivos de entrada e saída), além de garantir isolação e proteção à CPU. São divididos em módulos de entrada e módulos de saída. Para os CLPS modulares, há também os módulos combinados (pontos de entrada e de saída no mesmo módulo). MÓDULOS DE ENTRADA Recebem os sinais dos dispositivos de entrada, tais como: sensores, chaves e transdutores, e os convertem em níveis adequados para serem processados pela CPU. MÓDULOS DE SAÍDA Enviam os sinais aos dispositivos de saída, tais como: motores, atuadores e sinalizadores. Esses sinais são resultantes da lógica de controle, implementada no programa de aplicação, ou podem ser ‘forçados’ pelo usuário, independente da lógica de controle. Normalmente, os Módulos de I/O são dotados de: CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 22 ISOLAÇÃO ÓPTICA PARA PROTEÇÃO DA CPU Fonte de Alimentação e demais Módulos de I/O. Neste caso, não há conexão elétrica entre os dispositivos de entrada (chaves, sensores) ou de saída (atuadores, motores) e o barramento de comunicação da CPU. INDICADORES DE STATUS LEDs (Diodos Emissores de Luz) presentes na parte frontal dos módulos de I/O que indicam quais pontos de entrada estão recebendo sinal dos dispositivos externos, e quais pontos de saída estão sendo atuados pela CPU. Alguns modelos possuem também indicadores de falhas. CONECTORES REMOVÍVEIS Reduzem o tempo de manutenção e/ou substituição dos módulos de I/O, pois não existe necessidade de refazer a fiação do mesmo. Cada ponto, de entrada ou de saída, dos módulos digitais corresponde a um bit de um determinado endereço da Tabela de Dados (Tabela de Imagem das Entradas e Tabela de Imagem das Saídas), a qual é acessada durante a execução do Programa de Aplicação. Os módulos de I/O são classificados como Discretos (Digitais) ou Analógicos, existindo também os Especiais, como exemplos podem citar os módulos para controle de motores de passo e servo drives. 6.3.6 - ENTRADAS DIGITAIS As entradas digitais recebem sinais de dispositivos que podem comutar apenas em dois estados definidos, ligado (1) ou desligado (0). Para escolha e configuração dos módulos que receberam estes sinais devemos levar em consideração alguns parâmetros importantes das entradas digitais. 6.3.6.1 - FILTRO DE SINAL Eliminam problemas pulsos indesejados, causados pelo chaveamento de contatos mecânicos. Normalmente são configurados dentro do software de programação. 6.3.6.2 - DENSIDADE DE PONTOS A quantidade de pontos de um módulo determina a densidade do módulo. Podem-se encontrar módulos com 2, 4, 8, 16, 32 ou 64 pontos de entradas digitais. 6.3.6.3 - TIPO E TENSÃO DAS ENTRADAS Basicamente os módulos de entradas digitais podem ser de dois tipos, conforme a tensão de alimentação e sinais de entrada. • MÓDULOS AC (24, 110 ou 220V) • MÓDULOS DC (24, 48 ou 125V). A faixa de tensão de entrada deve ser escolhida conforme a alimentação dos sinais dos dispositivos de campo. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 23 6.3.6.4 - AGRUPAMENTO DAS ENTRADAS O terminal comum (COM) das entradas é conectado internamente no CLP, formando grupos de entradas nos módulos. A figura e a tabela a seguir mostram um exemplo desses “agrupamentos”. NC = Não Conectado Observe que as cores também identificam os agrupamentos. GRUPO COMUM ENTRADAS 1 COM 0 IN 0 IN 1 IN 2 IN 3 2 COM 1 IN 4 IN 5 IN 6 IN 7 IN 8 IN 9 IN 10 IN 11 IN 12 IN 13 6.3.6.5 - MODO DE CONFIGURAÇÃO DAS ENTRADAS As entradas alimentadas com tensão DC podem ter as seguintes configurações: MODO RECEPÇÃO (CURRENT SINKING) MODO FONTE (CURRENT SOURCING) Características: • Consumidora de corrente • Comum negativo • Ativa em nível alto (1) Características: • Fornecedora de corrente • Comum positivo • Ativa em nível baixo (0) CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 24 MODO RECEPÇÃO E FONTE (CURRENT SINKING/SOURCING) Qualquer entrada Micrologix 1XXX, alimentada com tensão CC pode ser configurada como recepção ou fonte, dependendo de como o terminal comum (COM) está conectado ao Micrologix. A figura a seguir ilustra um exemplo da forma de fiação das entradas. 6.3.6.6 - NÍVEIS DE TENSÃO DO SINAL DE ENTRADA TENSÃO MÁXIMA PARA NÍVEL 0 Máxima tensão permitida para que a entrada reconheça como nível 0 (desligado ou nível baixo). TENSÃO MÍNIMA PARA NÍVEL 1 Mínima tensão necessária para que a entrada reconheça como nível 1 (ligado ou nível alto). A seguir o exemplo desses parâmetros para o Micrologix 1XXX. 6.3.6.7 - NÍVEIS DE CORRENTE DO SINAL DE ENTRADA CORRENTE MÁXIMA EM NÍVEL 0 Máxima corrente que a entrada consome operando em nível 0. CORRENTE MÍNIMA EM NÍVEL 1 Mínima corrente necessária para que a entrada opere adequadamente em nível 1. CORRENTE NOMINAL DE ENTRADA Corrente típica de operação para uma entrada ativa (nível 1). CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 25 6.3.6.8 - TEMPOS DE RESPOSTA TEMPO DE RESPOSTA DE 0 PARA 1 Tempo (típico) que o módulo necessita para reconhecer a transição de uma entrada, do nível 0 para o nível 1. TEMPO DE RESPOSTA DE 1 PARA 0 Tempo (típico) que o módulo necessita para reconhecer a transição de uma entrada, do nível 1 para o nível 0. 6.3.6.9 - POTÊNCIA CONSUMIDA Especifica a corrente que o módulo consome da fonte de alimentação, por meio do barramento da Base, para operar adequadamente. Este valor é utilizado no cálculo de consumo de potência durante a configuração do CLP. 6.3.7 - SAIDAS DIGITAIS As saídas digitais são utilizadas para acionar de dispositivos que podem comutar apenas em dois estados definidos,ligado (1) ou desligado (0). Para escolha dos módulos de saídas digitais, devemos levar em consideração alguns parâmetros importantes. 6.3.7.1 - DENSIDADE DE PONTOS Idêntico aos módulos de entradas, a quantidade de pontos determina a densidade do módulo de saída. Podem-se encontrar módulos com 2, 4, 8, 16 ou 32 pontos de saídas digitais. Quanto maior a densidade de um módulo, menor será a capacidade de corrente individual de cada saída. 6.3.7.2 - TIPO E TENSÃO DAS SAÍDAS A tabela a seguir mostra os tipo e faixa de tensão mais comum das saídas digitais: SAIDA A RELÉ SAIDA A TRIAC (OU SCR) SAIDA A TRANSISTOR Características: • Alimentação AC ou DC (24V, 110V ou 220V) • Contato seco • Aciona cargas de alta potência • Desgaste mecânico • Chaveamento lento • Possibilidade de Arco voltaico Características: • Alimentação AC (24V, 110V ou 220V) • Contato de estado sólido • Chaveamento rápido • Gera muito ruído na rede • Necessita proteção extra contra surtos de corrente. Características: • Alimentação DC (24V, 48V ou 125V) • Contato de estado sólido • Chaveamento rápido • Necessita proteção extra contra surtos de corrente e tensão. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 26 6.3.7.3 - AGRUPAMENTO DAS SAÍDAS O terminal comum (COM) das saídas é conectado internamente no CLP, formando grupos de saídas nos módulos. A figura e a tabela mostram um exemplo desses “agrupamentos”. VAC L1 = Alimentação do CLP (85 – 264 Vca) VAC NEUT = Neutro da alimentação Observe que as cores também identificam os agrupamentos. GRUPO COMUM SAÍDAS 1 VAC DC 0 OUT 0 2 VAC DC 1 OUT 1 3 VAC DC 2 OUT 2 OUT 3 4 VAC DC 3 OUT 4 OUT 5 5 VAC DC 4 OUT 6 OUT 7 OUT 8 OUT 9 6.3.7.4 - MODO DE CONFIGURAÇÃO DAS SAÍDAS DC As saídas DC podem ter as seguintes configurações: MODO FONTE (CURRENT SOURCING) MODO RECEPÇÃO (CURRENT SINKING) Características: • Consumidora de corrente • Comum negativo • Ativa em nível alto (1) Características: • Fornecedora de corrente • Comum positivo • Ativa em nível baixo (0) 6.3.7.5 - NÍVEIS DE CORRENTE DO SINAL DE SAÍDA CORRENTE MÁXIMA Máxima corrente permitida para cada ponto de saída, normalmente indicada para cargas resistivas. Uma Atenção especial deve ser dada a este item, pois na maioria dos casos são indicadas corrente máxima/ponto e corrente máxima/comum ou máxima/módulo. Por exemplo, um módulo com oito pontos de saída pode ter a seguinte indicação de corrente máxima: 1A/ponto e 5A/comum, indicando que cada ponto individualmente pode acionar uma carga de até 1A, e o somatório da corrente de todos os pontos acionados em determinado instante não deve exceder os 5A. CORRENTE DE PICO Máxima corrente que pode ser fornecida à carga por um curto intervalo de tempo durante a transição de O para 1. Este valor é maior que o de corrente máxima e é característico para acionamento de circuitos indutivos. CORRENTE DE FUGA Máxima corrente que poderá circular pelo dispositivo de saída com o ponto de saída quando o mesmo estiver desligado. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 27 6.3.7.6 - TEMPOS DE RESPOSTA TEMPO DE RESPOSTA DE 0 PARA 1 Tempo (típico) que o módulo leva para realizar a transição de uma saída, do nível 0 para o nível 1. TEMPO DE RESPOSTA DE 1 PARA 0: Tempo (típico) que o módulo leva para realizar a transição de uma saída, do nível 1 para o nível 0. 6.3.7.7 - POTÊNCIA CONSUMIDA Especifica a corrente que o módulo consome da Fonte de Alimentação, por meio do barramento da Base, para operar adequadamente. 6.3.7.8 - PROTEÇÕES DAS SAÍDAS A RELÊ Um fator importante durante a configuração dos módulos de saída relaciona-se ao acionamento dos dispositivos controlados. Não é recomendada a utilização de saídas a relê para acionamentos cíclicos, mesmo de baixa freqüência, ou acionamentos rápidos, devido à fadiga mecânica que eles podem sofrer. Porém, quando se utilizam saídas a relê para acionamento de cargas indutivas, recomenda-se a utilização de circuito RC - snubber (AC e DC) e diodo (apenas DC) para proteção dos contatos. Supressão de transiente para dispositivos de carga CA indutivas Supressão de transiente para dispositivos de carga CC indutivas Esses circuitos de supressão de transiente conectam-se diretamente através do dispositivo de carga. Isso reduz o centelhamento dos contatos de saída. Um alto transiente pode causar centelhamento que ocorre ao desligar um dispositivo indutivo. Os métodos adequados de supressão de transiente para dispositivos de carga CA indutiva incluem um varistor, uma rede RC ou um supressor de pico. Esses componentes devem estar ajustados adequadamente para suprimir a característica transiente de chaveamento de um dispositivo indutivo particular. Para dispositivos de carga DC indutiva, um diodo é indicado. Recomenda-se que o dispositivo de supressão fique alocado o mais próximo possível do dispositivo de carga. 6.4 – SOFTWARES DO CLP Em geral, para que os CLPs possam se funcionais, se comunicar, ser programados e operar conforme foram projetados, precisam basicamente de três tipos de softwares, que são: • Firmware Software de controle interno do CLP é o sistema operacional do CLP, responsável pelo funcionamento do mesmo. O programador consegue apenas atualizar o firmware, quando necessário. • Driver de comunicação Normalmente é um driver, ou aplicativo que permite a comunicação do CLP com o aplicativo de programação, rede com outros CLP ou sistemas de supervisão. • Aplicativo para programação Software projetado para programação do CLP. Através dele o usuário desenvolve, monitora, testa e descarrega o programa com a lógica no CLP. Nota: No decorrer do curso estaremos estudando o driver de comunicação e o aplicativo de programação para dar suporte ao desenvolvimento dos projetos práticos. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 28 6.4.1 - LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO DO CLP Um programa de CLP é um conjunto de instruções representadas na forma gráfica ou textual, dispostas pelo programador em uma seqüência que, quando executadas, produzirão as ações necessárias para obtenção dos objetivos de controle estabelecidos para uma máquina ou processo controlado. No meio industrial, a norma IEC 61131-3 define duas linguagens gráficas e duas linguagens baseadas em texto para a programação de CLPs. As linguagens gráficas usam símbolos para representar as instruções do programa de controle, enquanto as linguagens baseadas em texto usam palavras como instruções. Linguagens Gráficas Linguagens de texto • Diagramas Ladder (LD) • Diagramas de Blocos Funcionais (FBD) • Lista de Instruções (IL) • Texto Estruturado (ST) A linguagem mais simples e preferida no meio industrial é o diagrama de contatos ou Diagrama Ladder, como é mais conhecida, será a linguagem que trataremos no decorrer do curso. 6.4.2 – LINGUAGEM LADDER Quando os CLPs foram especificados, um dos requisitos básicos é que a forma de programação do controlador deveria ser simples e de fácil entendimento pelo pessoal de campo responsável para instalação e manutenção. Como as linguagens de programação convencionam não atendiam este requisito, foi necessário criar uma linguagem de programação baseada nos diagramas lógicos de contatos elétricos de relé. Esta linguagem de programação foi chamada linguagem Ladder. Na linguagem ladder, o programa de aplicação é representado empregando-se símbolos similares aos utilizados em diagramas elétricos e, por esse motivo, a sua compreensão e assimilação é extremamente fácil por profissionais que já tenham experiência em instalações e comandos elétricosde sistemas industriais. 6.4.2.1 – DIAGRAMA DE COMANDOS ELÉTRICOS X LADDER A maneira clássica e mais fácil de compreender a sistemática do método de programação ladder, é começar mostrando a equivalência entre diagramas de comandos elétricos e seus equivalentes em ladder. Essa estratégia funciona muito bem e é exatamente a que utilizaremos nesse tópico. CIRCUITO DE COMANDO PROGRAMA EQUIVALENTE EM LADDER O exemplo mostrado é de uma simples partida de motor trifásico, com sinalização de ligado e falha. Observe a semelhança entre as duas formas de se executar um mesmo controle, exceto a representação dos contatos fechados que é invertido, o que será explicado mais adiante quando iremos abordar as instruções de forma detalhada. Curiosidade: Devido à aparência do programa do CLP se parecer com uma escada, a linguagem foi batizada com o nome Ladder (que significa “escada”). As linhas de programação são os Rungs (“degraus” da escada). CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 29 6.4.2.2 – ESTRUTURA E FUNCIONAMENTO DO LADDER ESTRUTURA DO PROGRAMA LADDER Linhas de energia São duas linhas verticais, sendo uma disposta à esquerda e a outra à direita. A linha vertical à esquerda simula um potencial elétrico positivo, enquanto a linha vertical à direita simula um potencial elétrico negativo. Rungs A combinação dos elementos gráficos (instruções) interligando as duas linhas verticais é chamada de Rungs (degraus da escada), ou seja, são as linhas de programação da linguagem ladder. Normalmente recebem uma numeração para facilidade de identificação. O diagrama ladder sempre começa a ser construído a partir da linha esquerda para a direita. Geralmente consiste em um conjunto de condições, representadas por instruções de contatos, e uma instrução de saída no final do rung, representada por um símbolo de bobina. FUNCIONAMENTO BÁSICO A funcionalidade principal de um programa Ladder é controlar as saídas de um CLP através da análise lógica de suas entradas. Quando houver um caminho fechado que permite a circulação de corrente entre as linhas de energia, dizemos que existe CONTINUIDADE LÓGICA. Quando a continuidade lógica existir em pelo menos um caminho de contatos, sempre da esquerda para a direita, a condição do rung é considerada verdadeira (TRUE), e as saídas controladas pelo rung são ativadas (rungs 000 e 002 do exemplo acima). A condição do rung é considerada falsa (FALSE) quando não existir nenhum caminho com continuidade lógica, então as saídas controladas pelo rung são desativadas (rung 001 do exemplo acima). 6.4.2.3 – INSTRUÇÕES LADDER As instruções ladder informam ao processador uma operação a ser realizada e o elemento (ou elementos) que deverão participar da mesma. Esses elementos são denominados operandos da instrução e são identificados por um endereço que fazem referência a um ou mais elementos na tabela de E/S dos dispositivos físicos do CLP, ou a bits internos na memória. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 30 7 - CONTROLADORES PROGRAMÁVEIS MICROLOGIX 1XXX Todos os membros da família MicroLogix e SLC™ 500 compartilham das mesmas funcionalidades, desde um conjunto de instruções comuns e do software de programação RSLogix 500™ até dispositivos de rede e de IHM compatíveis. Estes sistemas são projetados para trabalhar de forma integrada – dentro de uma única máquina ou em toda a fábrica. Todos os controladores podem ser montados em painel ou trilho DIN. O uso dos controladores da família MicroLogix permite migrar de um nível de controlador para outro à medida em que s aplicações mudam ou crescem. 7.1 – IDENTIFICAÇÃO DOS MICROLOGIX 1XXX PELO NUMERO DE CATÁLOGO A Rockwell Automation® adota um sistema de numeração de catálogo para identificar os modelos de MICROLOGIX 1XXX, onde temos: 7.2 – MICROLOGIX 1000 (1761) O MicroLogix 1000 é um controlador pequeno e robusto para aplicações que exigem soluções compactas e com excelente custo-benefício. Baseado na arquitetura do SLC500 possui excelente desempenho de velocidade, instruções poderosas e comunicações flexíveis para aplicações que exigem soluções compactas e de custo reduzido. 7.2.1 - CARACTERÍSTICAS COMUNS DOS MODELOS DE MICROLOGIX 1000 • Não expansível (não possue módulos de expansão dos pontos de E/S); • 01 porta RS-232 (Mini DIN de 8 pinos); • Controladores com entradas de 24 VDC incluem um contador de alta velocidade incorporado (6,6 kHz); • 1 Kb EEPROM (aproximadamente 737 palavras de instrução: 437 palavras de dados); • 17 versões com diferentes configurações 10, 16, 20 ou 32 pontos. • Versões analógicas disponíveis, com 20 pontos de E/S digitais e 5 pontos de E/S analógica. CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 31 7.2.2 - MODELOS DE MICROLOGIX 1000 Nº CATÁLOGO I/O ALIMENTAÇAO ENTRADA DIGITAL ENTRADA ANALÓGICA SAÍDA DIGITAL SAÍDA ANALÓGICA POTÊNCIA CONSUMIDA 1761-L10BWA 10 120/240 VCA 6 x 24VCC sink/source 0 4 x relê 0 13W (120VCA) 14W (240 VCA) 1761-L10BWB 10 24 VCC 6 x 24VCC sink/source 0 4 x relê 0 5W (24VCC) 1761-L10BXB 10 24 VCC 6 x 24VCC sink/source 0 2 x relê 2 x 24 VCC source 0 5W (24VCC) 1761-L16AWA 16 120/240 VCA 10 x 120VCA 0 6 x relê 0 7W (120VCA) 8W (240VCA) 1761-L32AWA 32 120/240 VCA 20 x 120VCA 0 12 x relê 0 9.1W (120VCA) 10.6W (240VCA) 1761-L16BWA 16 120/240 VCA 10 x 24VCC sink/source 0 6 x relê 0 14W (120VCA) 15W (240VCA) 1761-L16NWA 16 120/240 VCA 10 x 24VCC sink/source or 24VCA 0 6 x relê 0 14W (120VCA) 15W (240VCA) 1761-L32BWA 32 120/240 VCA 20 x 24VCC sink/source 0 12 x relê 0 15W (120VCA) 16W (240VCA) 1761-L32AAA 32 120/240 VCA 20 x 120VCA 0 2 x relê 10 x TRIAC 120/240VCA 0 7W (120VCA) 9W (240VCA) 1761-L16BWB 16 24 VCC 10 x 24VCC sink/source 0 6 x relê 0 5W (24VCC) 1761-L16NWB 16 24 VCC 10 x 24VCC sink/source or 24VCA 0 6 x relê 0 5W (24VCC) 1761-L32BWB 32 24 VCC 20 x 24VCC sink/source 0 12 x relê 0 7W (24VCC) 1761-L16BBB 16 24 VCC 10 x 24VCC sink/source 0 2 x relê 4 x 24 VCC source 0 5W (24VCC) 1761-L32BBB 32 24 VCC 20 x 24VCC sink/source 0 2 x relê 10 x 24 VCC source 0 7W (24VDC) 1761-L20AWA-5A 20 120/240 VCA 12 x 120VCA 2 x (±10V) 2 x (0-20 mA) 8 x relê 1 x tensão/corrente (0-10V, 4-20 mA) 12W (120VCA) 13W (240VCA) 1761-L20BWA-5A 20 120/240 VCA 12 x 24VCC sink/source 2 x (±10V) 2 x (0-20 mA) 8 x relê 1 x tensão/corrente (0-10V, 4-20 mA) 18W (120VCA) 19W (240VCA) 1761-L20BWB-5A 20 24 VCC 12 x 24VCC sink/source 2 x (±10V) 2 x (0-20 mA) 8 x relê 1 x tensão/corrente (0-10V, 4-20 mA) 7W (24VCC) Referências para consulta Publicação Origem Data Idioma CD 1761-IN001C-MU-P Rockwell Automation® Setembro/2007 PT 51 1761-SO001A-PT-P Rockwell Automation® Novembro/1999 PT 52 CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 32 7.3 – MICROLOGIX 1100 (1763) O MicroLogix 1100 é ideal para uma ampla variedade de aplicações. É particularmente adequado para atender às necessidades de aplicações SCADA RTU, onde a necessidade e facilidade de comunicação sejam requeridas. Com mais memória para registro de dados e receitas que o MicroLogix 1500, o MicroLogix 1100 é ideal para monitoração remota e para aplicações que exigem muita memória, mas requerem E/S limitada. 7.3.1 - CARACTERÍSTICAS COMUNS DOS MODELOS DE MICROLOGIX 1100 • Permite expansão de E/S (até quatro módulos tipo 1762 de E/S, em qualquer combinação) • Porta EtherNet/IP 10/100 Mbps incorporada (padrão RJ45); • Funcionalidade de edição on-line; • Servidor Web incorporado; • RTC incorporado (Relógiode Tempo Real); • Porta combinada RS-232/RS-485 e isoladas (Mini DIN de 8 pinos); • Tela de LCD incorporada (interface simples para mensagens e entrada de bit/número inteiro); • 2 potenciômetros digitais pela Tela de LCD; • Um contador de alta velocidade de 20 kHz (nos controladores com entradas CC); • Dois PTO/PWM de alta velocidade de 20 kHz (nos controladores com saidas CC); • Duas entradas analógicas incorporadas (0-10 Vcc, resolução de 10 bits); • Memória do programa do usuário com 4 K de palavras e memória e dados do usuário com 4 K; • Até 128 K bytes para registro de dados e 64 K bytes para receitas. 7.3.2 - MODELOS DE MICROLOGIX 1100 Nº CATÁLOGO I/O ALIMENTAÇAO ENTRADA DIGITAL ENTRADA ANALÓGICA SAÍDA DIGITAL POTÊNCIA CONSUMIDA 1763-L16AWA 16 120/240 VCA 10 x 120 VCA 2 x 0...10VCC 6 x relê 46VA 1763-L16BWA 16 120/240 VCA 6 x 24VCC 4 X 24VCC (rápida) 2 x 0...10VCC 6 x relê 52VA 1763-L16BBB 16 24 VCC 6 x 24VCC 4 X 24VCC (rápida) 2 x 0...10VCC 2 x relê 2 x FET 24 VCC 2 x FET 24 VCC (rápida) 35W 1761-L16DWD 16 12/24 VCC 6 x 12/24VCC 4 X 12/24VCC (rápida) 2 x 0...10VCC 6 x relê 35W Referências para consulta Publicação Origem Data Idioma CD 1763-IN001C-MU-P Rockwell Automation® setembro/2007 PT 53 1763-PP001A-PT-P Rockwell Automation® Julho/2005 PT 54 1763-SG001A-PT-P Rockwell Automation® agosto/2005 PT 55 CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 33 7.4 – MICROLOGIX 1200 (1762) Os controladores MicroLogix 1200 fornecem mais capacidade de processamento e maior flexibilidade E/S do que o MicroLogix 1000. Disponível para versões de 24 e 40 pontos, o número de E/S pode ser expandida usando módulos de E/S sem racks. Isto resulta em amplos sistemas de controle, maior flexibilidade do aplicativo e expansividade a custos mais baixos. Um sistema operacional instalado em Flash EEPROM atualizável permite atualização do firmware, sem ter que substituir hardware. 7.4.1 - CARACTERÍSTICAS COMUNS DOS MODELOS DE MICROLOGIX 1200 • Memória de 6K (4K de programa do usuário com 2K de Dados de usuário); • Expansão E/S (até seis módulos tipos 1762); • Quatro entradas de alta velocidade (controladores com entradas 24 VCC - 20 kHz); • Uma saída de alta velocidade - 20 Khz PTO/PWM (controladores com saídas de 24VCC); • Interrupção selecionada em função do tempo (STI); • Instruções ASCII leitura / escrita; • Dois potenciômetros de ajustes digitais incorporados; • Suporte para arquivo de dados inteiros duplos e ponto flutuante; • Recursos PID incorporados; • Blocos de terminal removíveis em controladores de 40 pontos. 7.4.2 - MODELOS DE MICROLOGIX 1200 Nº CATÁLOGO I/O ALIMENTAÇAO ENTRADA DIGITAL SAÍDA DIGITAL POTÊNCIA CONSUMIDA 1762-L24AWA 24 120/240 VCA 14 x 120 VCA 10 x relê 68 VA 1762-L24BWA 24 120/240 VCA 14 x 24VCC sink/source 10 x relê 70 VA 1762-L24BXB 24 24 VCC 14 x 24VCC sink/source 5 x relê 5 x FET 24VCC 27W 1762-L40AWA 40 120/240 VCA 24 x 120VCA 16 x relê 80 VA 1762-L40BWA 40 120/240 VCA 24 x 24VCC sink/source 16 x relê 82 VA 1762-L40BXB 40 24 VCC 24 x 24VCC sink/source 8 x relê 8 x FET 24VCC 40W Observação: Todos os modelos acima, com a letra R no final possuem 2 portas seriais RS-232. Referências para consulta Publicação Origem Data Idioma CD 1762-IN006E-MU-P Rockwell Automation® Setembro/2007 PT 59 1762-UM001E-EN-P Rockwell Automation® Fevereiro/2006 EN 61 1762-UM001B-ES-P Rockwell Automation® Novembro/2000 ES 62 1762-RM001D-PT-P Rockwell Automation® Outubro/2002 PT 45 CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 34 7.5 – MICROLOGIX 1400 (1766) O novo MicroLogix 1400 complementa a família MicroLogix já existente de pequenos controladores lógicos programáveis. Combina os recursos do MicroLogix 1100, como EtherNet/IP, edição on-line e LCD incorporado, e proporciona recursos avançados, como: maior contagem de E/S, Contador de alta velocidade/PTO mais rápido e recursos avançados de rede. 7.5.1 - CARACTERÍSTICAS COMUNS DOS MODELOS DE MICROLOGIX 1400 • Suporta até 7 módulos de expansão 1762 I/O para um total de 144 I/O; • Memória de 10 Kb para programa do usuário e 10 Kb de memória de dados; • Até 128 Kb para registro de dados e 64 Kb para receitas; • Até 6 contadores rápidos incorporados de 100kHz; • 4 entradas e 2 saídas analógicas de tensão incorporado; • 2 portas seriais com suporte aos protocolos DF1/ DH485/Modbus RTU/DNP3/ASCII • Porta EtherNet com Webserver e email; • Display LCD integrado; • Suporte a edição online. 7.5.2 - MODELOS DE MICROLOGIX 1400 Nº CATÁLOGO I/O ALIMENTAÇAO ENTRADA DIGITAL ENTRADA ANALÓGICA SAÍDA DIGITAL SAÍDA ANALÓGICA POTÊNCIA CONSUMIDA 1766-L32BWA 32 120/240 VCA 12 x 24 VCC (rápida) 8 x 24 VCC 12 x relê 120 VA 1766-L32AWA 32 120/240 VCA 20 x 120VCA 12 x relê 100 VA 1766-L32BXB 32 24 VCC 12 x 24 VCC (rápida) 8 x 24 VCC 6 x relê 3 x 24 VCC 3 x 24 VCC (rápida) 7.5…53W 1766-L32BWAA 32 120/240 VCA 12 x 24 VCC (rápida) 8 x 24 VCC 4 x 0...10VCC 12 x relê 2 x 0...10VCC 120 VA 1766-L32AWAA 32 120/240 VCA 20 x 120VCA 4 x 0...10VCC 12 x relê 2 x 0...10VCC 100 VA 1766-L32BXBA 32 24 VCC 12 x 24 VCC (rápida) 8 x 24 VCC 4 x 0...10VCC 6 x relê 3 x 24 VCC 3 x 24 VCC (rápida) 2 x 0...10VCC 7.5…53W Referências para consulta Publicação Origem Data Idioma CD 1766-IN001C-PT-P Rockwell Automation® Outubro/2009 PT 64 1766-PP001A-PT-P Rockwell Automation® Julho/2008 PT 65 1766-UM001-EN-P Rockwell Automation® Janeiro/2010 EN 66 CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 35 7.6 – MICROLOGIX 1500 (1764) É o controlador mais poderoso e expansível da família MicroLogix. Geralmente é utilizado em aplicações mais exigentes, onde no passado foram exigidos controladores maiores e mais caros. A arquitetura do MicroLogix 1500 caracteriza um projeto inovador de duas peças com uma base pequena. O processador e unidades base formam um controlador completo. Módulos de Compact I/O 1769 expandem as opções de E/S do controlador e fornece flexibilidade adicional para cobrir uma grande variedade de aplicações. Este alto desempenho modular e plataforma E/S sem racks fornecem acessibilidade frontal para remoção e inserção. Blocos de terminais removíveis diminuem o custo total do sistema, reduzindo o tempo de montagem e manutenção. 7.6.1 - CARACTERÍSTICAS COMUNS DOS MODELOS DE MICROLOGIX 1500 • Opções de expansão E/S (até 16 módulos usando Compact I/O 1769); • Chave para Executar/Remoto/Programa; • Bateria para programa de usuário e dados; • Oito entradas de alta velocidade - 20 kHz (para controladores com entradas 24VCC); • Duas saídas de alta velocidade - 20 kHz (para controladores com saidas 24VCC); • Bornes removíveis em todas as unidades base MicroLogix 1500 e módulos E/S permitem pré-fiação; • Dois processadores disponíveis: 1764-LSP: Programa de usuário de 3.65K com 4K de dados de usuário; 1764-LRP: Programa de usuário de 10K com 4K de dados de usuário. 7.6.2 - MODELOS DE MICROLOGIX 1500 Nº CATÁLOGO I/O ALIMENTAÇAO ENTRADA DIGITAL SAÍDA DIGITAL POTÊNCIA CONSUMIDA 1764-L24BWA 24 120/240 VCA 12 x 24VCC sink/source 12 x relê 88 VA 1764-L24AWA 24 120/240 VCA 12 x 120 VCA 12 x relê 70 VA 1762-L28BXB 28 24 VCC 16 x 24VCC sink/source 6 x relê 6 x FET 24VCC 30W Referências para consulta Publicação Origem Data Idioma CD 1764-IN001B-MU-P Rockwell Automation® Setembro/2007 PT 67 1764-SO001A-PT-P Rockwell Automation® Dezembro/1999 PT 68 1764-IN002A-ML-P Rockwell Automation® Fevereiro/2000 EN 69 1764-TD001A-EN-P Rockwell Automation® Março/2002 EN 70 1764-UM001-EN-P Rockwell Automation® Abril/2002 EN 71 CURSODE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 36 7.7 - MÓDULOS DE EXPANSÃO DAS E/S Com exceção do MicroLogix 1000, todos os outros modelos de Micrologix utilizam módulos para expandir os pontos de E/S. Módulos discretos, analógicos e de funções especiais podem ser utilizados para aumentar a capacidade de trabalho desses controladores. 7.7.1 - MÓDULOS DE EXPANSÃO DA FAMLIA 1762 Compatibilidade: • MicroLogix 1100 (máx 4 módulos) • MicroLogix 1200 (máx 6 módulos) • MicroLogix 1400 (máx 7 módulos) MÓDULOS DIGITAIS ENTRADAS CATÁLOGO Nº E/S QUAN TIPO ALIMENTAÇÃO MANUAL DO FABRICANTE 1762-IA8 E 8 - 120 VAC 1762-IN002A-PT-P 1762-IQ8 E 8 SINK/SOURCE 24 VDC 1762-IN004A-PT-P 1762-IQ16 E 16 SINK/SOURCE 24 VDC 1762-IN010A-EN-P 1762-IQ32T E 32 SINK/SOURCE 24 VDC 1762-IN019A-EN-P SAÍDAS 1762-OA8 S 8 TRIAC 120/240 VAC 1762-IN007A-EN-P 1762-OB8 S 8 SOURCING 24 VDC 1762-IN008A-EN-P 1762-OB16 S 16 SOURCING 24 VDC 1762-IN011A-EN-P 1762-OB32T S 32 SOURCING 24 VDC 1762-IN020A-EN-P 1762-OV32T S 32 SINKING 24 VDC 1762-IN021A-EN-P 1762-OW8 S 8 RELÊ VAC / VDC 1762-IN003A-PT-P 1762-OW16 S 16 RELÊ VAC / VDC 1762-IN009A-EN-P 1762-OX6I S 6 RELÊ (ISOLADOS) VAC / VDC 1762-IN017B-EN-P MÓDULO MISTO E/S 1762-IQ8OW6 E/S E = 8 S = 6 E-SINK/SOURCE S - RELÊ E = 24 VDC S = VAC / VDC 1762-IN018A-EN-P MÓDULOS ANALÓGICOS ENTRADAS CATÁLOGO Nº E/S QUAN TENSÃO CORRENTE MANUAL DO FABRICANTE 1762-IF4 E 4 +/-10 Vcc 4-20 Ma 1762-IN012A-PT-P SAÍDAS 1762-OF4 S 4 0-10 Vcc 4-20 Ma 1762-IN016B-EN-P MÓDULO MISTO E/S 1762-IF2OF2 E/S E = 2 S = 2 0-10 Vcc 4-20 Ma 1762-IN005A-US-P MÓDULOS DE ENTRADAS PARA TEMPERATURA CATÁLOGO Nº E/S QUAN TIPO DE ENTRADA MANUAL DO FABRICANTE 1762-IR4 E 4 Resistência (RTD) 1762-UM003A-EN-P 1762-IN014A-EN-P 1762-IT4 E 4 Termopar (mV) 1762-UM002A-EN-P 1762-IN013A-EN-P CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 37 7.7.2 - MÓDULOS DE EXPANSÃO DA FAMLIA 1769 Compatibilidade: • MicroLogix 1500 (máx 16 módulos) • CompactLogix MÓDULOS DIGITAIS ENTRADAS CATÁLOGO Nº E/S QUAN TIPO ALIMENTAÇÃO MANUAL DO FABRICANTE 1769-IA16 E 16 100/120 VAC 1769-IN006B-EN-P 1769-IA8I E 8 100/120 VAC 1769-IN012B-EN-P 1769-IM12 E 12 200/240 VAC 1769-IN011B-EN-P 1769-IQ16 E 16 SINK/SOURCE 24 VDC 1769-IN007B-EN-P 1769-IQ16F E 16 SINK/SOURCE (Alta velocidade) 24 VDC 1769-IN064A-EN-P 1769-IQ32 E 32 SINK/SOURCE 24 VDC 1769-IN032A-EN-P 1769-IQ32T E 32 SINK/SOURCE 24 VDC 1769-IN072A-EN-P SAÍDAS 1769-OA8 S 8 120/240 VAC 1769-IN055A-EN-P 1769-OA16 S 16 120/240 VAC 1769-IN061A-EN-P 1769-OB8 S 8 SOURCING 24 VDC 1769-IN063A-EN-P 1769-OB16 S 16 SOURCING 24 VDC 1769-IN054A-EN-P 1769-OB16P S 16 SOURCING 24 VDC 1769-IN004A-US-P 1769-OB32 S 32 SOURCING 24 VDC 1769-IN031A-EN-P 1769-OV16 S 16 SINKING 24 VDC 1769-IN010B-EN-P 1769-OB32T S 32 SINKING 24 VDC 1769-IN080A-EN-P 1769-OW8 S 8 RELÊ VAC/VDC 1769-IN051A-EN-P 1769-OW8I S 8 RELÊ (isolado) VAC/VDC 1769-IN053A-EN-P 1769-OW16 S 16 RELÊ VAC/VDC 1769-IN062A-EN-P MÓDULO MISTO E/S 1769-IQ6XOW4 E/S E = 6 S = 4 E-SINK/SOURCE S - RELÊ E = 24 VDC S = VAC / VDC 1769-IN050A-EN-P CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 38 MÓDULOS ANALÓGICOS ENTRADAS CATÁLOGO Nº E/S QUAN Tensão Corrente MANUAL DO FABRICANTE 1769-IF4 E 4 0 a 10 Vcc ±10 Vcc 0 a 5 Vcc 1 a 5 Vcc 0 a 20 mA 4 a 20 mA 1769-IN048A-EN-P 1769-UM002B-EN-P 1769-IF8 E 8 0 a 10 Vcc ±10 Vcc 0 a 5 Vcc 1 a 5 Vcc 0 a 20 mA 4 a 20 mA 1769-IN067B-EN-P 1769-UM002B-EN-P 1769-IF4I E 4 (Isoladas) 0 a 10 Vcc ±10 Vcc 0 a 5 Vcc 1 a 5 Vcc 0 a 20 mA 4 a 20 mA 1769-IN074B-EN-P 1769-UM014B-EN-P SAÍDAS 1769-OF2 S 2 0 a 10 Vcc ±10 Vcc 0 a 5 Vcc 1 a 5 Vcc 0 a 20 mA 4 a 20 mA 1769-IN049A-EN-P 1769-UM002B-EN-P 1769-OF4CI S 4 (Isoladas) - 0 a 20 mA 4 a 20 mA 1769-IN075A-EN-P 1769-UM014B-EN-P 1769-OF8C S 8 - 0 a 20 mA 4 a 20 mA 1769-IN065C-EN-P 1769-UM002B-EN-P 1769-OF4VI S 4 (Isoladas) 0 a 10 Vcc ±10 Vcc 0 a 5 Vcc 1 a 5 Vcc - 1769-IN076A-EN-P 1769-UM014B-EN-P 1769-OF8V S 8 0 a 10 Vcc ±10 Vcc 0 a 5 Vcc 1 a 5 Vcc - 1769-IN066D-EN-P 1769-UM002B-EN-P MÓDULO MISTO E/S 1769-IF4XOF2 E/S E = 4 S = 2 0 a 10 Vcc ±10 Vcc 0 a 5 Vcc 1 a 5 Vcc 0 a 20 mA 4 a 20 mA 1769-IN057A-EN-P 1769-UM008A-EN-P MÓDULOS DE ENTRADAS PARA TEMPERATURA CATÁLOGO Nº E/S QUAN TIPO DE ENTRADA MANUAL DO FABRICANTE 1769-IR6 E 6 Resistência (RTD) 1769-IN027A-EN-P 1769-UM005A-EN-P 1769-IT6 E 6 Termopar (mV) 1769-IN026B-EN-P 1769-UM004A-EN-P CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 39 7.8 - QUADRO COMPARATIVO DAS SÉRIES MICROLOGIX 1000 Cód. Catálogo 1761 1763 1762 1766 1764 Tipo MicroLogix 1000 MicroLogix 1100 MicroLogix 1200 MicroLogix 1400 MicroLogix 1500 Memória Programa do Usuário / Espaço de dados 1K 4K / 4K configurável 4K / 2K configurável 10K / 10K configurável LSP- 3,6K/4K LRP- 10K/4K Registro de dados / Armazenamento de Receitas - Registro até 128K Receitas até 64K - Registro até 128K Receitas até 64K LSP- Receitas memória de usuário LRP- 48K Backup de EEPROM - - √ - - Backup de bateria - √ - √ √ Módulo de memória de Backup Somente por meio de programador portátil √ √ √ √ E/S Discreta Incorporada Até 32 16 Até 40 32 Até 28 Máximo com expansão local - 80 136 144 240 Módulos de Expansão - Até 4 (tipo 1762) Até 6 (tipo 1762) Até 7 (tipo 1762) Até 16 (1769 Compact IO) E/S distribuída - - - - Usando 1769 SDN Funcionalidade Adicional E/S Analógico 5 incorporadas 2 incorporadas Até 16 expansões Até 24 expansões 2 incorporadas Até 28 expansões Até 128 expansões Potenciômetros - 2 digitais 2 2 digitais 2 PID - √ √ √ √ Contador de Alta velocidade (entradas de 24Vcc) 1 a 6,6 Khz 1 a 40 Khz 1 a 20 Khz Até 6 a 100 Khz 2 a 20 Khz Relógio em Tempo Real (RTC) - Incorporado opcional Incorporado opcional Posicionamento simples Modulação largura de pulso (PWM) Trem de pulso de saída (PTO) - 2 a 40Khz (saída FET CC) 1 a 20Khz (saída FET CC) 1 a 40Khz (PWM) 1 a 100Khz (PTO) (saída FET CC) 2 a 20Khz (saída FET CC) IHM Local - Display LCD - Display LCD - Matemática de ponto flutuante - √ √ √ √ Software de Programação RSLogix 500 e RSLogix 500 micro √ √ √ √ √ Comunicações Edição on-line - √ - √ - Portas RS-232 1- MiniDim 8 pin 1- MiniDim 8 pin (RS232/RS485) 1- MiniDim 8 pin 1-MiniDim 8 (R) 1- MiniDim 8 pin 1- DB9 9 pin LSP: 1- MiniDim 8 pin LRP: 1- MiniDim 8 pin 1- DB9 9 pin Porta RS-485 - Compartilhada com A RS-232 - Compartilhada com A RS-232 8 pin - Ethernet DH 485 - Incorporada - Incorporada - DF1 half-duplex Mestre/escravo / modem de rádio Somente escravo √ √ √ √ Modbus RTU - Mestre/escravo Mestre/escravo Mestre/escravo Mestre/escravo ASCII - √ √ √ √ Fonte de alimentação extra (USO SOMENTE PARA ENTRADAS) Modelos BWA - 24 Vcc 200 mA 250 mA L24 – 250 mA L40 – 400 mA 250 mA 400 mA CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Controladores Lógicos programáveis Micrologix /SLC500 40 7.9 - COMUNICAÇÃO SERIAL DOS MICROLOGIX Os seguintes protocolos são suportados por todos modelos de MicroLogix, através do canal de comunicação RS-232: • DF1 Full-Duplex • DF1 Half-Duplex Escravo • DH-485 7.9.1 - PROTOCOLO DF1 FULL-DUPLEX O protocolo DF1 Full-Duplex (também conhecido como protocolo ponto-a-ponto DF1), permite que o MicroLogix se comunique diretamente com outros dispositivos, como um computador pessoal ou a uma interface de operação (IHM). Quando o driver a ser utilizado for o DF1 Full-Duplex, os seguintes parâmetros poderão ser alterados:
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