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2017.1
Engenharia de Controle e Automação
Exercícios CLP
Prof. Thiago Javaroni Prati
Aluno(a):
Na seguinte lista de exercícios, todos os exercícios devem ter seu diagrama lógico elaborado, sua lógica imple-
mentada em Ladder, IL, FBD e SFC. Quando possível, deve ter o diagrama elétrico desenhado. Os exercícios que
envolvem detalhes de hardware podem ser implementados somente no TPW-03, nas linguagens Ladder e FBD.
1. Elabore um programa em Ladder para controlar dois motores (M1 e M2). Ascondições são as seguintes:
(a) M1 pode ligar de forma independente
(b) M2 só pode ligar se M1 estiver ligado, mas pode continuar ligado após o desligamento de M1
(c) Os motores são ligados pelas botoeiras L1 e L2, e são desligados pelas botoeiras D1 e D2
2. Em sistemas de controle de nível de água de caldeiras, conforme o vapor vai sendo perdido externamente na
tubulação, há a necessidade de injetar água na caldeira para que o nível se mantenha sempre em um mínimo
aceitável, evitando danos em virtude de falta de água. A figura abaixo contém um diagrama de controle de
nível de água de uma caldeira. O CLP aciona a bomba de alimentação de água (3) e a válvula de controle de
alimentação de água (2) sempre que o sensor de nível capacitivo (1) deixar de detectar a presença de água na
sua haste e desaciona ambos os equipamentos ao detectar água no nível máximo.
3. A empresa Xing-Ling contratou você para fazer a programação de um novo equipamento adquirido. A maquina
é uma cortadora de chapas e sua programação funciona da seguinte forma: Ao pressionar o botão de START
dois processos acontecem simultaneamente: A esteira das chapas liga até que a chapa chegue no sensor S2, e
depois desliga, e a esteira das caixas liga ate que o sensor S3 perceba a presença de uma caixa, e depois desliga.
Então a chapa é cortada pelo cilindro C1, o cilindro recua e a esteira das caixas liga ate que o sensor S3 não
perceba mais caixas, finalizando o ciclo e dando condição para um novo ciclo. A lâmpada liga quando o ciclo
estiver em funcionamento e o botão STOP finaliza o ciclo.
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4. A empresa Xing-Ling contratou você para fazer a programação de um novo equipamento adquirido. A maquina
é uma separadora de peças e sua programação funciona da seguinte forma: Ao pressionar o botão de START a
esteira M1 liga e o cilindro C1 avança, a peça que se desloca pela esteira é testada pelos sensores que verificam
sua altura. Peças grandes seguem até o final da esteira e caem na caixa das peças grandes. Peças pequenas
vão ate o sensor S4, então o cilindro C2 avança, conduzindo a peça para a caixa das pequenas. Ambos os
tipos de peças ao passarem pelo sensor em suas caixas encerram o processo, desligando a esteira e recuando os
cilindros, finalizando o ciclo e dando condição para um novo ciclo. A lâmpada liga quando o ciclo estiver em
funcionamento e o botão STOP finaliza o ciclo.
5. A empresa Xing-Ling contratou você para fazer a programação de um novo equipamento adquirido. A maquina
é uma separadora de peças e sua programação funciona da seguinte forma: Ao pressionar o botão de START
a esteira espera até que exista uma peça no sensor S1, então liga e transfere a peça até o final da esteira onde
é feita a análise do tipo de material. As peças devem ser alocadas conforme seu material. Após algum dos
cilindros conduzir a peça para sua determinada rampa a esteira para e o cilindro em questão recua, finalizando
o ciclo e dando condição para um novo ciclo. A lâmpada liga quando o ciclo estiver em funcionamento e o
botão STOP finaliza o ciclo.
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6. Uma ponte H é um sistema que permite acionar um motor CC em dois sentidos utilizando somente dois sinais
provenientes de um controlador(um CLP por exemplo). Uma ponte H é exemplificada na figura a seguir:
Nesse esquema, se ligados os sinais S1 e S4 simultaneamente, o motor irá girar para um lado e, se os sinais
S3 e S2 forem ligados simultaneamente, o motor irá inverter o sentido de rotação. Desenvolva um programa
Ladder que permita controlar a direção do sentido de giro do motor a partir de duas botoeiras. A botoeira L1
deverá ligar o motor em um sentido de giro, enquanto a botoeira L2 deveá ligar o motor no sentido inverso.
Para uma economia de saídas do CLP, os sinais S1 e S4 estarão ligados na mesma saída enquanto S2 e S3
também dividirão uma outra saída do CLP.
• Desenvolva um programa ladder que permita a inversão de giro do motor. Considere que se o motor
estiver girando e o sentido for invertido, primeiramente a alimentação deveá ser cortada e o CLP deverá
esperar 30 segundos antes de ligar o outro sentido de giro.
7. Pretende-se implementar um programa que permita ao operador mediante um seletor ON/OFF ativar uma
sequência de descarga de produto para uma esteira. Para esse efeito, a eletroválvula existente no silo de des-
carga deve, a cada 15 segundos, permancer aberta por 10 segundos. A seguinte figura exemplifica o processo:
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8. Em uma indústria, você se depara com uma prensa hidráulica que une, através de conformação, duas peças.
Essas peças chegam em uma mesa giratória e são prensadas sempre na mesma posição.
• Sobre a mesa: a mesa giratória é composta por quatro posições, de 0 até 3. As peças chegam sempre na
posição 0 e são levadas para a posição 1, onde são conformadas e em seguida para a posição 2 onde são
expulsas automaticamente da mesa, a posição 3 está sempre vazia. A mesa é girada por um pistão pneu-
mático, o que não fornece um giro perfeito. Para corrigir esse problema, existe um indexador, que não
passa de um encaixe para garantir que a mesa esteja na posição correta para as peças serem conformadas.
A maneira correta de girar a mesa com sucesso é: desativar o indexador, acionar o pistão pneumático e
ativar novamente o indexador, nesta ordem. Somente depois de realizada estas tarefas é que a mesa con-
cluiu um giro com sucesso. Como o pistão e o indexador agem em pontos comuns, ambos nunca podem
ser ativados ao mesmo tempo com risco de danificar o equipamento. Todos os acionamnetos da mesa são
feitos por solenóides comuns e pistões de retorno por mola.
• Sobre a prensa: A prensa hidráulica, ativada por uma solenóide, ao ativar, desce até conformar as peças e
deve subir na sequência desativando a mesma solenóide.
• Sobre os sensores: Existem sensores indutivos PNP para o fim e início de curso do pistão pneumático,
para indicar também se o indexador está acionado, para indicar se o indexador está desacionado, de fim e
início de curso da prensa hidráulica e também para indicar quando uma nova peça chega na mesa.
– Tente fazer uma subrotina para rodas a mesa giratória, de tal forma que, sempre que for necessário
rodar a mesa, o CLP desvie o programa para a subrotina criada.
9. Pretende-se controlar a linha de encaixotamento de maçãs representada na figura abaixo:
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Ao sinal de START, a esteira das caixas entra em funcionamento. O sensor das caixas (SE2)ao detectar uma
caixa desliga o a esteira das caixas e aciona a esteira das maçãs. O sensor dasmaçãs (SE1) detecta as maçãs
que entram na caixa. Após a caixa receber 10 maçãs, a esteiradas maçãs desliga e a das caixas entra em
funcionamento.O sinal de STOP desliga todo o processo.
• Entradas: Start, Stop, Sensor de maçãs, Sensor de caixas;
• Saídas: Motor esteira de caixas, Motor esteira de maçãs
10. Um sistema de silos é utilizado para manter um processo sempre alimentado. Para tal um silo de grãos alimenta
outros dois conforme a figura abaixo:
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• Variáveis de Entrada
BOTAO_LIG Botão Liga
BOTAO_DES Botão Desliga
S1_MIN Mínimo Silo 1 atingido
S2_MIN Mínimo Silo 2 atingido
S2_MAX Máximo Silo 2 atingido
S3_MIN Mínimo Silo 3 atingido
S3_MAX Máximo Silo 3 atingido Variáveis de
• Saída
MOTOR_2 Aciona motor 2
MOTOR_3 Aciona motor 3
DAMPER_1 Fecha Damper 1
DAMPER_2 Direciona Damper 2 para o Silo 2
O sistema deve funcionar da seguinte maneira: Damper D1 do silo 1 despeja o material no desviador até que
o detetor de nível máximo do silo que está sendo carregado seja atingido (S2_MAX ou S3_MAX) ou até ser
atingidoo nível mínimo no Silo 1 (S1_MIN).O Damper 1 é aberto novamente quando o nível mínimo de um
dos dois silos (S2_MIN ou S3_MIN) for atingido. O Damper 2 é ativado/desativado pelo sensor de mínimo dos
silos de carregamento direcionando-o para este silo. Após Contruir uma lógica que atenda essas especificações,
adicione a seguinte condição: após atingir o nível máximo do silo, que está sendo enchido, o dumper 1 deve
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fechar, mas o motor correspondente deve continuar ligado por 20 segundos, a fim de que não restem grãos sobre
a esteira. Somente após o motor que estava ligado desligar (esteira parar), é que se deve voltar a alimentar os
silos dada a necessidade.
11. É necessário fazer a automação de um portão como o mostrado na figura a seguir: O Funcionamento deste
portão se dá seguindo as seguintes especificações. O comando é feito a partir da portaria numa botoeira com
dois botões N.A. com as funções abrir e fechar, que se podem ativar com o portão em qualquer posição. Quando
o portão está completamente aberto, o processo de fechar inicia-se automaticamente ao fim de 3 minutos.
Por razões de segurançaa usa-se uma barreira fotoelétrica (sensor infravermelho iv) que, no caso de ser inter-
rompida durante o processo de fechar, interrompe o fechamento do port˜ao e dá início a sua abertura (sensor
do tipo N.F.).
• A detecção das posições completamente aberto e completamente fechado é feita com interruptores de fim
de curso (fc1 e fc2 com saída de contato N.A.).
• Nas posições completamente fechado e completamente aberto o motor deve ficar com a alimentação
cortada.
• O funcionamento do portão deve ser sinalizado, através de lâmpada lp e acender de forma intermitente,
ficando ligada 1 segundo e desligada por 1 segundo
12. A figura abaixo mostra um misturador usado para fazer cores personalizadas de tinta. Possuem dois encana-
mentos entrando no topo do tanque , fornecendo dois ingredientes diferentes , e um único encanamento no
fundo do tanque para transportar a tinta misturada finalizada. Nessa aplicação você vai controlar a operação de
preenchimento , monitorar o nível do tanque , e controlar o misturador e o período de aquecimento . Seguir os
passos a até h listados abaixo .
(a) Encha o tanque com o ingrediente 1.(manual)
(b) Encha o tanque com o ingrediente 2.(manual e a utilização do 1º ou do 2º ingrediente são independentes)
(c) Monitore o nível do tanque para o acionamento da chave “High-Level”, utilizando um sensor de nível .
• Caso o nível baixe durante o processo, isso indica falha e o sistema deve parar.
• Caso o nível alto seja atingido, as bombas não podem continuar ligadas ou serem ligadas
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(d) Manter o status da bomba se a chave “Start” está aberta , isto é , a chave "start” deve ser independente .
(e) Comece a misturar os ingredientes e o período de aquecimento ( 2 minutos).
(f) Ligue o motor do misturador e a válvula de vapor ( através destes haverá a mistura e aquecimento ,
respectivamente ) .
• O sistema de controle possui um PT-100 instalado e a temperatura deve ficar entre 80% e 90% do
valor retornado pelo sensor de temperatura.
(g) Drene o tanque da mistura através da válvula "Drain Valve"( válvula de drenagem ) e do motor "Drain
Pump"( bomba de drenagem ).
(h) Uma memória, que futuramente terá seru valor alterado por um sistema supervisório, deve ser utilizada
para definir quantas vezes o ciclo será executado. Implemente essa lógica considerando esta memória.
Desenhe as ligações elétricas do sistema. Os sensores de nível são chaves, os botões, para ligar e desligar,
normalmente abertos e fechados respectivamente. O PT100 está ligado à um transdutor TX rail, como o
encontrado no campus em modo de transdução de corrente. As saídas do CLP ativam bornes relés, para
então acionar as bombas e válvulas respectivamente. Faça a lógica de funcionamento do sistema em ladder,
respeitando as entradas e saídas conforme o desenho do sistema.
13. A cada vez que um botão é pressionado em um sistema de pensa hidráulica, a prensa deve atuar por 40 segundos
e então recuar. Crie um programa que utilize somente um timer com retardo na desernegização e seja capaz de
executar tal função.
14. Crie um programa capaz de incrementar um contador a cada 50ms, para tal utilize interrupções de tempo do
CLP.
15. Faça um programa capaz de contar os pulsos de alta velocidade de um encoder para os seguintes casos.
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(a) Um encoder é responsável por medir o deslocamento em uma esteira. Cada vez que uma caixa passa por
um sensor de proximidade NPN capacitivo, o sistema conta 1000 pulsos, então desliga o motor da esteira,
religando-o 3 segundos depois por um tempo de 40 segundos pelo menos.
(b) O sistema deve ser capaz de contar os pulsos do encoder tanto no sentido horário quanto anti-horário e
esse valor deve ser salvo em uma memória do tipo D para então ser utilizada em um sistema supervisório
posteriormente.
16. Faça um programa capaz de ler os valores das entradas analógicas A0 e A1 do CLP TPW-03, some os dois
valores, divida por dois e escreva na saída analógica A1.
17. Considerando o CLP TPW-03 existente no Campus, liste e explique os tipos de endereços existentes e quais os
tipos de memórias com que se pode trabalhar no CLP.
18. Considerando o CLP TPW-03 existente no Campus, os CLPs podem apresentar marcadores e variáveis reser-
vadas que indicam status de seu funcionamento. Identifique qual o endereço dos marcadores a seguir e seu
funcionamento:
(a) Pulso inicial
(b) Carga baixa da bateria de bakc-up
19. O CLP TPW03 tem “trim-pots” externos que são usados para ajustar o conteúdo de certos registradores de-
dicados. Crie uma aplicação onde um temporizador de 2 segundos possui um ajuste fino utilizando um dos
trimpots e permita variar um temporizador entre 1,500 ms e 2,500ms.
20. Crie uma saída pulsada, com os tempos de alto e baixo definidos via software. Faça com os tempos de alto e
baixo fixos e, em seguida, faça os valores de alto e baixo estarem relacionados com os potenciômetros do CLP.
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