Semáforo CLP - TRABALHO

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Trabalho de Hardware II
Trabalho prático sobre Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) e a implementação de um sistema automatizado de controle de tráfego em um cruzamento de ruas urbanas.
Nome: Djuly, Rafaela e João P.
Turma: 2° INFO
Sala: H4
1- Estudo sobre as funções e características dos CLPs.
Os Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) são dispositivos eletrônicos utilizados em sistemas de automação industrial para controlar máquinas e processos de forma autônoma. Algumas funções e características dos CLPs incluem:
Entradas e Saídas (I/O): 
Os CLPs possuem entradas digitais e analógicas para receber sinais do ambiente e saídas para controlar dispositivos como motores, válvulas, luzes, etc.
Memória de Programação: 
Os programas de controle dos CLPs são armazenados em memórias não voláteis, garantindo que o programa seja retido mesmo após desligamento.
Temporizadores e Contadores: 
Os CLPs podem realizar funções temporizadas e de contagem, sendo essenciais em processos que necessitam de tempo controlado.
Comunicação em Rede: 
Os CLPs podem se comunicar com outros dispositivos e sistemas em rede, permitindo integração com sistemas mais amplos de automação.
Flexibilidade de Programação: 
Com linguagens como Ladder, Lista de Instruções (IL), Texto Estruturado (ST) e Blocos Funcionais (FB), os CLPs oferecem flexibilidade na criação de lógicas de controle.
Confiança e Robustez: 
Projetados para ambientes industriais adversos, os CLPs são conhecidos pela sua robustez e confiabilidade em operações contínuas.
Princípios de Controle de Tráfego em Cruzamentos:
O controle de tráfego em cruzamentos busca garantir a segurança e fluidez do tráfego de veículos e pedestres. Alguns princípios comuns de controle de tráfego em cruzamentos incluem:
Sinalização Semafórica:
Utilização de semáforos para regular o fluxo de veículos, indicando quando cada direção pode avançar.
Detecção de Veículos: 
Sensores são usados para detectar a presença de veículos nas diferentes faixas de tráfego, acionando os semáforos de acordo.
Priorização de Fluxos:
Em cruzamentos movimentados, é comum priorizar determinadas direções de tráfego em momentos específicos para otimizar a fluidez.
Sincronização de Semáforos:
A sincronização de semáforos em um conjunto de cruzamentos pode melhorar a fluidez do tráfego em uma área urbana.
Inteligência Artificial e Controle Automático:
Sistemas avançados utilizam algoritmos de inteligência artificial e controle automático para adaptar o tempo de sinalização com base nas condições de tráfego em tempo real.
Ao combinar esses princípios com a automação por CLPs, é possível desenvolver sistemas avançados de controle de tráfego em cruzamentos, garantindo segurança e eficiência nas vias públicas. Se precisar de mais informações ou esclarecimentos sobre esses tópicos, estou à disposição para ajudar.
2- Levantamento das necessidades do projeto. 
O semáforo é um dispositivo de controle de tráfego que alterna o direito de passagem de veículos ou pedestres através de indicações luminosas transmitidas para motoristas e pedestres. É composto de focos luminosos afixados em grupos ao lado da via ou suspensos sobre ela por meio de postes de fixação. 
· Verde: os condutores de veículos podem seguir em frente, virar à esquerda ou direita, a menos que estejam impedidos fisicamente por outro dispositivo de controle de tráfego ou autoridade legal; 
· Amarelo: os condutores devem parar o veículo antes de entrar na região de cruzamento e permanecer parados até receber autorização de seguir em frente através da luz verde ou por uma autoridade legal. Caso não seja possível realizar a parada do veículo em segurança ou se não houver tempo hábil para realizar a parada, o condutor deve seguir em frente e cruzar a interseção;
· Vermelho: os condutores devem parar os veículos antes de entrar na interseção e permanecer parados até receber autorização para seguir em frente, seja pela sinalização da luz verde ou por uma autoridade legal. O principal objetivo do semáforo veicular é permitir ou proibir a passagem do tráfego através das indicações luminosas verde/vermelho, respectivamente. Em relação ao tempo, os controladores de tráfego podem ser classificados como sendo do tipo tempo fixo ou por demanda de tráfego.
· Tempo fixo: nos controladores de tempo fixo o tempo de cada ciclo é constante, assim como a duração e os instantes de mudança dos estágios. 
· Por demanda de tráfego: esse tipo de controlador é mais complexo que o de tempo fixo por possuir sensores de detecção de veículos e uma lógica de decisão. A solução mais viável nestes casos é escolher uma defasagem que favoreça o sentido de maior movimento. Frequentemente os volumes nos sentidos 1 e 2 não mantém alguma proporcionalidade. 
Se a Tabela 4.1 for considerada pare este caso, seria necessário ajustar a defasagem
para favorecer o sentido 1 pela manhã e reajustá-la para favorecer o sentido 2 durante a tarde.Tabela 4.1 – Volume de veículos nos horários de pico em uma via de mão dupla.
3- Projeto do Programa de Semáforo em CLP. OBS: Este é um exemplo simplificado de como o programa poderia ser estruturado em linguagem ladder.
Neste projeto, vamos considerar um CLP com as seguintes entradas e saídas disponíveis:
Entradas:
I0.0: Botão de início do semáforo
Saídas:
Q0.0: Lâmpada verde do semáforo
Q0.1: Lâmpada amarela do semáforo
Q0.2: Lâmpada vermelha do semáforo
Q0.3: Alarme sonoro para indicar falha no sistema
Lógica de Controle do Semáforo:
Inicialmente, a lâmpada verde é ativada durante 10 segundos.
Após os 10 segundos, a lâmpada amarela é ativada por 5 segundos.
Temporizações:
Lâmpada Verde: 10 segundos
Lâmpada Amarela: 5 segundos
Por fim, a lâmpada vermelha é ativada por tempo indeterminado, até que o botão de início seja pressionado novamente.
Possíveis Alarmes:
Um alarme sonoro será acionado caso ocorra uma falha no sistema ou um tempo limite de execução seja excedido.
Programa em Linguagem Ladder (Exemplo):
Legenda:
[ ] - Contato normalmente aberto
| - Contato normalmente fechado
--(Temporizador TON) - Temporizador on-delay
--(Temporizador TOF) - Temporizador off-delay
(Q0.x) - Saída do semáforo
Rung 0:
--I0.0------[ ]--[ ]-----[ ]-----| |--(Temporizador TON)--(Q0.0)-----
--I0.0------[ ]--[ ]-----[ ]-----| |---------------------------(Q0.1)-----
--I0.0------[ ]--[ ]-----[ ]-----| |------------------(Temporizador TOF)--(Q0.2)-----
Rung 1:
--[ ]------------------------(Temporizador TON)--(Q0.3)---------------------| |
--[ ]--------------------------------------------------------------------(Q0.3)----| |
--[ ]--------------------------(Temporizador TOF)----------------------------(Q0.3)---|
4- Ilustração do programa através de um fluxograma de funcionamento.
Segue o fluxograma de funcionamento do programa de semáforo em um CLP:
Início
Pressionar Botão de Início
Ativar Lâmpada Verde por 10 segundos
Ativar Lâmpada Amarela por 5 segundos
Ativar Lâmpada Vermelha
Verificar Botão de Início Pressionado?
 
 Sim
 
 Não
Reiniciar Semáforo desde o Início
Fim
Explicação:
O programa começa com o pressionar do botão de início.
A lâmpada verde é ativada e permanece acesa por 10 segundos.
Após os 10 segundos, a lâmpada verde é desligada e a lâmpada amarela é ativada por 5 segundos.
Após os 5 segundos, a lâmpada amarela é desligada e a lâmpada vermelha é ativada.
O sistema verifica se o botão de início foi pressionado novamente. Em caso afirmativo, o semáforo é reiniciado. Caso contrário, o semáforo permanece no estado vermelho.
O ciclo se repete continuamente, sempre aguardando o botão de início para reiniciar o semáforo.
Linguagem de Programação:
O programa do semáforo em um CLP geralmente é desenvolvido utilizando linguagens de programação de nível mais baixo, como a Linguagem Ladder (LD), que é comumente usada em programação de CLPs. A Linguagem Ladder é uma linguagem gráfica que representa a lógica de controle em forma de diagramas elétricos, facilitando a programação de dispositivos de automação.
Além da LinguagemLadder, outras linguagens de programação comumente utilizadas em CLPs incluem a Linguagem de Lista de Instruções (IL), a Texto Estruturado (ST) e a Blocos Funcionais (FB). Cada uma dessas linguagens tem suas próprias vantagens e é escolhida com base na complexidade e requisitos do sistema de automação. Portanto, o programa do semáforo em um CLP pode ser desenvolvido com sucesso utilizando a Linguagem Ladder ou outras linguagens suportadas pelo software de programação do CLP que você esteja utilizando.
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