Prática 919064-8_Automação_Industrial I

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ROTEIRO DE PRÁTICA LABORATORIAL Nº 919064-8
Componente curricular: Automação Industrial I
Título do roteiro de aula prática: 
		CONTROLE ON-OFF DE TEMPERATURA
Tempo previsto: 2 horas-aula
Objetivos
Introduzir atividades usando a câmara de alta temperatura do módulo didático e algumas de suas aplicações. Integrar a câmara de temperatura e o CLP em uma atividade prática.
Referencial teórico
As aulas propostas até esse roteiro se concentraram em diferentes instruções Ladder disponíveis no Micrologix 1100 e suas aplicações. No roteiro atual, alguns desses blocos serão usados para realizar o controle de outro componente do módulo didático: a câmara de alta temperatura.
As práticas de integração de dispositivos serão de grande importância nos estudos realizados usando o Equipamento didático de CLP e inversor de frequência. No decorrer dessas aulas serão propostas atividades envolvendo dois ou mais equipamentos sempre que possível. Consulte seu instrutor para mais atividades envolvendo esses equipamentos, dentre as muitas possibilidades oferecidas pelo módulo didático.
Câmara de alta temperatura
A câmara de alta temperatura é um componente no módulo didático que permite a realização de simulações envolvendo o controle de uma variável (temperatura). A câmara pode ser operada tanto autonomamente, por seu circuito microcontrolado interno, como por meio do Micrologix 1100. O controle realizado pelo circuito da câmara é do tipo liga-desliga e o intervalo de temperatura permitido é ajustado em seu próprio painel.
Externamente também é possível realizar controle digital sobre a câmara de temperatura, através de suas portas de tensão (V in e V out), assim como o controle analógico, por meio de suas portas de corrente (I in e I out).
A Figura 1 mostra o painel da câmara de temperatura em detalhe.
Figura 1 – Painel da câmara de alta temperatura.
Fonte: Autor (2014).
Para o modo automático é necessário a intervenção de um equipamento externo: o CLP. O controle nesse modo poderá ser feito também por liga-desliga (entrada e saída de tensão) ou pelo controle gradativo do sistema de aquecimento (resistência interna), realizado por meio de controle de corrente (portas I in e I out). Pode-se ainda forçar o resfriamento da câmera por meio do ventilador centrífugo, com opções próprias de controle que serão abordadas mais a frente nesse estudo.
O controle analógico requer maior conhecimento de instruções da linguagem Ladder e das capacidades do Micrologix 1100. Em aulas posteriores serão propostos exercícios de controle analógico das variáveis.
Controle liga-desliga (on-off)
O controle liga-desliga é a forma mais simples e direta de se controlar variáveis. Seu funcionamento é bastante simples: o valor da variável é medido por um sensor e analisado pelo controlador. Quando a variável está abaixo do valor mínimo estipulado, o atuador é ativado em potência máxima (no caso da câmara de temperatura, o atuador é a resistência). Quando a temperatura ultrapassa o valor máximo determinado, o atuador é desligado completamente.
No caso da câmara do módulo didático, essa forma de controle está disponível em seu próprio circuito interno. Mas também é possível criar esse comportamento usando o Micrologix 1100, como será feito nesse roteiro.
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
NOTA: Para simplificar as montagens, será adotado como padrão nos exercícios a seguir conectar a saída de botoeiras à entrada do CLP imediatamente acima de seu borne (CH1 conectada a I/0, por exemplo); e LEDs às saídas do CLP imediatamente abaixo de suas entradas (L1 conectado a O/0, por exemplo).
Controle liga-desliga local
Siga os passos a seguir para realizar o controle de temperatura por liga-desliga no painel local da câmara:
Passo 1: Posicione a chave de modo da câmara em “manual”.
Passo 2: Conecte uma das saídas da fonte 24V do módulo na porta V in da câmara de temperatura. Isso irá ativar a resistência em sua potência máxima. O LED vermelho no interior da câmara indica esse estado.
Passo 3: Aguarde 10 segundos com a fonte conectada ao borne V in da câmara.
Passo 4: Pressione o botão de ajuste até que o LED indicador vermelho pisque uma vez, indicando que o limite superior foi definido.
Passo 5: Desconecte a fonte da entrada de tensão da câmara. O LED no interior da câmara permanecerá piscando esporadicamente.
Passo 6: Aguarde cerca de 20 segundos para que a temperatura no interior da cúpula diminua.
Passo 7: Pressione o botão de ajuste até que o LED indicador pisque duas vezes, indicando que o limite inferior foi definido.
Passo 8: Conecte um cabo entre as portas V in e V out da câmara de temperatura.
Passo 9: Mude a chave da câmara para “auto”.
O controle de temperatura agora será feito pelo circuito interno da câmara. Observe que a resistência será ligada e desligada à medida que a temperatura for oscilando no interior da câmara.
Controle liga-desliga usando o CLP
Para realizar essa atividade é necessário que os limites superior e inferior de temperatura tenham sido definidos no painel de câmara de temperatura. Note que esse procedimento é necessário pois o controle sugerido pela atividade é binário, ou seja, o CLP será responsável apenas por testar valores discretos. Em aulas posteriores será feita a análise analógica da temperatura no interior da câmara usando o Micrologix 1100 para se explorar outras formas de controle.
Siga os passos a seguir para controlar a temperatura no interior da câmara por liga-desliga, ativado pelo CLP:
Passo 1: Defina os valores para máximo e mínimo de temperatura no painel da câmara, como descrito na atividade anterior. Ignore esse passo se a atividade em 5.1 tiver sido concluída.
Passo 2: Conecte um cabo entre o borne V out do painel da câmara a uma entrada digital do CLP (no exemplo será usada I/0).
Passo 3: Conecte um borne a uma saída do controlador à porta V in do painel da câmara (no exemplo será usada O/0).
Passo 4: Crie um programa Ladder para ativar a saída conectada à câmara quando a entrada ligada a V out estiver ativada (V out é ativada quando a temperatura está abaixo do valor mínimo).
Passo 5: Faça download do programa e coloque o controlador em modo RUN para verificar seu funcionamento.
Exercício
I. Usando a mesma montagem do exemplo em 5.2, crie um programa Ladder que só ativa o sistema liga-desliga da câmara mediante o pressionamento de um dos botões retentivos do módulo didático. Faça ainda com que um contador conte quantas vezes a resistência foi ativada durante o funcionamento do circuito. O contador deverá ser zerado a cada vez que a botoeira de ativação do sistema é desativada.
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