Prática 919064-7_Automação_Industrial I

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ROTEIRO DE PRÁTICA LABORATORIAL Nº 919064-7
Componente curricular: Automação Industrial I
Título do roteiro de aula prática: 
		CONTADORES
Tempo previsto: 2 horas-aula
Objetivos
Apresentar as instruções de temporização da linguagem Ladder disponíveis para o Micrologix 1100.
Referencial teórico
Dando sequência ao estudo das instruções Ladder e suas aplicações, essa aula irá se concentrar em contadores. Serão apresentados os tipos dessa instrução e suas aplicações com exemplos e exercícios. Todas as instruções Ladder serão mostradas em sua forma de bloco e também seu mnemônico.
Os contadores na linguagem Ladder são blocos prontos usados para contar alterações de estado em uma porta de entrada, ou linha de programa. Assim como os temporizadores, são instruções de uso estritamente discreto.
O Micrologix 1100 dispõe de dois tipos de contadores: CTD (contador somador) e CTU (contador subtrator). Ambos possuem elementos comuns, diferindo somente no modo de contagem e a condição para sua ativação.
A seguir, os principais elementos que compõem um contador no Micrologix 1100, vistos também na Figura 1:
Offset: representa o endereço do contador no arquivo de imagem. Pode ser arrastado para uma instrução de temporização para endereçar qual contador será utilizado.
CU: bit que indica um pulso de soma no contador. Ocorre quando o estado anterior a um contador CTU é alterado de falso para verdadeiro. O valor da contagem é incrementado em 1.
CD: bit que indica um pulso de subtração no contador. Ocorre quando o estado anterior de um contador CTD é alterado de falso para verdadeiro.
DN: bit que indica que a contagem chegou é maior ou igual ao valor definido no PRESET do contador.
OV: bit de overflow. Indica que o contador estourou seu limite superior. No Micrologix 1100, o valor máximo de contagem permitido é 2 147 483 647.
UN: bit de underflow. Indica que o contador estourou seu limite inferior. No Micrologix 1100, o valor mínimo de contagem permitido é -2 147 483 648.
PRE: representa o PRESET do contador, que é o valor desejado na contagem. Quando o valor acumulado do contador é maior ou igual ao PRESET, o bit DN é ativado.
ACC: guarda o valor acumulado da contagem enquanto o contador estiver em execução.
Figura 1 – Janela de propriedades de um contador.
Fonte: Autor (2014).
O funcionamento dos dois contadores do Micrologix 1100 é similar. Define-se um valor desejado de contagem no atributo PRESET e, quando o valor acumulado em ACC atingir o valor do PRESET a saída (bit DN) do contador será verdadeira. A diferença no funcionamento de cada bloco será apresentada nas seções seguintes.
CTU (contador somador)
 CTU C5:0 5 0
O contador somador incrementa o valor de seu atributo ACC quando sua condição anterior muda de falso par verdadeiro. Quando o valor de ACC se torna maior ou igual ao valor definido em PRE, o bloco tornará seu bit DN verdadeiro. O valor de DN só retornará a ser falso se o contador for zerado ou a variável ACC se tornar menor que o PRESET.
O contador somador pode ser usado para ativar uma ação depois de um evento ter ocorrido determinado número de vezes. Por exemplo, imagine um sistema automatizado para embalar produtos. Cada caixa despachada pela fábrica contém 15 unidades do produto. O CLP monitora um sensor que conta os produtos encaminhados para serem embalados e move a esteira com caixas vazias sempre que 15 produtos passaram pela linha.
CTD (contador subtrator)
O contador subtrator funciona de maneira oposta ao CTU. Quando sua condição anterior é alterada de falso para verdadeiro, o bloco irá decrementar sua variável ACC. A saída DN do CTD será verdadeira enquanto o valor do bit ACC for maior ou igual ao PRESET.
 CTD C5:1 5 10
O bloco CTD pode ser usado para manter um sistema ativado enquanto uma condição for verdadeira. Por exemplo, uma linha de produção usa água de 5 reservatórios locais monitorados por chaves de nível. O controlador dessa linha recebe o sinal dessas chaves sempre que um reservatório chega a nível crítico. Quando 4 dos reservatórios relataram estar vazios, o controlador pode desativar atividades não essenciais da planta. O bloco CTD pode ser usado para decrementar a quantidade de reservatórios disponíveis sempre que recebido o sinal de um dos sensores e, ao chegar ao valor crítico pré-determinado, desativar sua saída.
RES (Reset)
 RES C5:0
A instrução RES limpa o estado de temporizadores e contadores em um programa Ladder. É útil para reiniciar sequências de ações. O bloco RES zera não só o valor acumulado da temporização ou contagem do bloco a qual é aplicado, mas também o estado de seus bits EN, TT e DN.
Equipamentos necessários
Tabela 1 – Relação de equipamentos/instrumentos utilizados na aula prática (maleta com CLP da Assimile – UNIUBE – Campus Uberaba)
	Item
	Quant.
	Descrição
	1
	01
	Microcomputador com os softwares instalados.
	2
	01
	Base do CLP Micrologix 1100 (Rockwell Automation)
	3
	01
	Módulo de expansão (MicroLogix 1762-IF2OF2 Analog Input/Output)
	4
	01
	Patch Cord (Cabo de rede Ethernet – RJ45)
Figura 2 – Microcomputador com CLP da maleta de Automação Industrial.1
 4
Logix
2
3
Insumos necessários
Neste experimento, não são necessários insumos.
Procedimentos experimentais
I. Crie um programa Ladder para acionar 3 LEDs do painel usando 3 botões normalmente abertos. O primeiro LED deverá se acender quando seu botão for pressionado uma vez. O segundo LED deverá se acender só quando seu botão for pressionado duas vezes. E o terceiro LED deverá se acender quando seu botão for pressionado 3 vezes. Use o bloco CTU para realizar o acionamento das saídas.
Solução: Conecte os botões CH1, CH2 e CH3 em suas respectivas entradas. Conecte ainda, L1, L2 e L3 em suas saídas correspondentes. O programa Ladder sugerido pode ser visto na Figura 2:
Figura 2 – Solução do exercício I.
Fonte: Autor (2014).
Observe que os LEDs se manterão ativados por que o bit DN se mantém em estado alto enquanto o valor de contagem em ACCUM for maior ou igual ao valor em PRESET.
II. Imagine um pequeno estacionamento com 10 vagas controlado por um CLP Micrologix 1100. Há um sensor na entrada e outro na saída para o controle do número de vagas. Quando o estacionamento está cheio, um LED de alerta é aceso para impedir a entrada de outros carros. Outro LED permanece aceso enquanto há vagas no estacionamento. Monte o programa Ladder para realizar esses controles.
Solução: Utilize o botão normalmente aberto CH1 para simular o sensor da entrada do estacionamento e CH2 para simular o sensor da saída. Use ainda, o LED L1 como o indicador de “há vagas” e o LED L2 para indicar “não há vagas”. O programa Ladder sugerido pode ser visto na Figura 3.
Observe que o mesmo contador no arquivo de imagem pode ser referenciado nos blocos CTU e CTD ao mesmo tempo sem problemas. O contador no arquivo de imagem se refere à variável que armazena uma quantidade contada e pode ser acessada por qualquer instrução de contagem.
Figura 3 – Solução para o exercício II.
Fonte: Autor (2014).
III. Imagine o seguinte processo: uma fábrica tem um sistema automático de controle de qualidade ao final da linha de produção de um de seus produtos. Os produtos são separados em lotes de 20 e então despachados. Cada produto é pesado antes de ser embalado e, se seu peso estiver fora das especificações, será enviado um sinal digital para o CLP que controla a linha. O produto defeituoso não será embalado, portanto, não será contado entre os produtos bons, mas será contado em um contador de defeitos. Quando há uma ocorrência acima de 20% de erros na linha de produção (4 produtos defeituosos), é acionado um sinaleiro para indicar possível problema. Quando 20 produtos bons são acumulados, é fechado um lote e todos os contadores são reiniciados. Construa um programa Ladder que gerencie esse processo. Utilize botões para simular o sensor de contagem deunidades boas e para sinal de alerta da balança para produtos fora de especificação. Utilize ainda um LED para o indicador de alerta.
Solução: Use o LED L1 como o indicador de excesso de produtos defeituosos. Use o botão CH1 para simular a contagem de produtos bons para empacotar e CH2 para simular a contagem de produtos defeituosos. O programa Ladder se parecerá com o da Figura 4.
Figura 4 – Solução para o exercício III.
Fonte: Autor (2014).
Cálculos e análises de resultados
Realize uma síntese dos processos executados na prática, relatando as dificuldades encontradas ao executá-las.
Referências
ANTONELLI, Pedro Luis. Introdução aos controladores lógico programáveis. Eesg professor armando bayeux silva, Rio claro-SP, 1998. Disponível em: <http://www.ejm.com.br/download/Introducao%20CLP.pdf>.
STÉFANO, Antônio Geraldo. Controladores programáveis - curso básico - tópicos avançados de automação. Organização Einstein de ensino e faculdades integradas Einstein de Limeira, Limeira-SP, maio de 2007. Disponível em: <http://www.einstein-net.com.br/pg_professores/apostila%20clp_001_16_08_07.pdf>.
ROCKWELL AUTOMATION. Micrologix crogrammable controllers. Rockwell Automation, Milwaukee-WI, março, 2011. Disponível em: <http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/sg/1761-sg001_-en-p.pdf>.
ROCKWELL AUTOMATION. Micrologix crogrammable controllers – Micrologix 1100. Rockwell Automation, 2012. Disponível em: <http://www.ab.com/en/epub/catalogs/12762/2181376/2416247/5865007/5865012/Introduction.html>.
ROCKWELL AUTOMATION. Programmable Logic Controllers - downloads. Rockwell Automation, 2012. Disponível em: <http://www.ab.com/linked/programmablecontrol/plc/micrologix/downloads.html>.
Elaboração do roteiro: Thiago R. R. Souza (Assimile Tecnologia) Data: 10/12/2017
Revisão: Prof. Me. Eduardo Mangucci de Oliveira Data: 01/11/2017
Organização: Prof. Me. Plauto Riccioppo Filho Data: 01/11/2017