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Automação da Manufatura Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Prof. Dr. Silvio Szafir Revisão Textual: Prof.a Me. Magnólia Gonçalves Mangolini Controladores Lógico Programáveis • Controlador Lógico Programável. · Conhecer as características dos Controladores Lógico-Programáveis. OBJETIVO DE APRENDIZADO Controladores Lógico Programáveis Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas: Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como seu “momento do estudo”; Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo; No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados; Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus- são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem. Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Determine um horário fixo para estudar. Aproveite as indicações de Material Complementar. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado. Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados. Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias! Isso amplia a aprendizagem. Seja original! Nunca plagie trabalhos. UNIDADE Controladores Lógico Programáveis Na nossa unidade V da disciplina de Automação da Manufatura, apresentaremos o CLP, o controlador lógico programável. Fica a sugestão de pesquisar e entrar no portal de fabricantes de CLP para conhecer mais sobre o que existe disponível atualmente no mercado e as tecnologias envolvidas e os recursos de treinamento. 1. Sobre o uso do CLP na aplicação da automação da manufatura: http://youtu.be/6vhF08JMx1w 2. Vídeo Introducing students to Industrial Programmable Controllers, em inglês, sobre treinamento e o uso de CLPs: http://youtu.be/lCYWuk034NI 3. Vídeo Siemens LOGO PLC Tutorial Training: http://youtu.be/FmJQTqXYtjw 4. Linha Siemens SIMATIC S7: A referência mundial em controladores CLP modulares https://goo.gl/G6E6dF Contextualização 8 9 Na nossa unidade V da disciplina de Automação da Manufatura, apresentaremos o CLP, o controlador lógico programável. Fica a sugestão de pesquisar e entrar no portal de fabricantes de CLP para conhecer mais sobre o que existe disponível atualmente no mercado e as tecnologias envolvidas e os recursos de treinamento. 1. Sobre o uso do CLP na aplicação da automação da manufatura: http://youtu.be/6vhF08JMx1w 2. Vídeo Introducing students to Industrial Programmable Controllers, em inglês, sobre treinamento e o uso de CLPs: http://youtu.be/lCYWuk034NI 3. Vídeo Siemens LOGO PLC Tutorial Training: http://youtu.be/FmJQTqXYtjw 4. Linha Siemens SIMATIC S7: A referência mundial em controladores CLP modulares https://goo.gl/G6E6dF O controlador lógico programável é um dispositivo computadorizado que permite executar passos de programação, controlando acionamentos na sua saída a partir de elementos sensores na sua entrada. O autor João Mauricio Rosário, no seu livro Principios de Mecatrônica, apresenta a seguinte definição: “O PLC (Programmable Logic Controller), também conhecido no Brasil como CLP (controlador lógico programável) ou CP (controlador programável), é um dispositivo físico, eletrônico, que possui uma memória interna programável capaz de armazenar sequências de instruções lógicas binárias, além de outros comandos.” A figura a seguir apresenta o diagrama da estrutura básica de um CLP industrial. Figura: Estrutura de Entradas e Saídas (I/O) de um CLP Fonte: Figura adaptada de “Robotics and Automation Handbook”, CRC Press. Observe que nas entradas podemos colocar vários tipos de elementos de comandos e nas saídas conectamos elementos de sinalização e acionamentos, discutidos na unidade 4, de sensores e atuadores. Através de um programa armazenado na memória de programa, que utiliza variáveis colocadas na memória de dados, permite manipular sequencialmente as entradas e saídas do sistema microprocessado. Controlador Lógico Programável 9 UNIDADE Controladores Lógico Programáveis Dica: Há uma nota histórica sobre o CLP, no capítulo 9, “Controle Discreto utilizando controladores lógicos programáveis e computadores pessoais”, do livro “Automação Industrial e Sistemas de Manufatura”, de Mikell P. Groover (3ª Edição, Editora Pearson, São Paulo) disponível para leitura na biblioteca virtual da instituição, que vale a pena conhecer. Esse texto possui uma página aproximadamente. Vários itens, entre normas e padrões no mercado, relacionam os CLPs e a automação industrial. A tabela a seguir apresenta uma lista com a terminologia de alguns desses itens que é utilizada no ambiente de automação industrial e nos catálogos dos fabricantes internacionais: AS-i Actuator sensor interface CAN Controller area network DCS Distributed control system DDE Dynamic data exchange FBD Function block diagram GUI Graphical user interface HMI Human Machine Interface IL Instruction List I/O Inputs and outputs (analog or digital) IEC 61158 International standards for controller field buses IEC 61131 International standards for programmable controllers LLD Ladder logic diagram programming language OLE Object linking and embedding OPC OLE for process control P&ID Piping and instrumentation diagrams PID Proportional, integral, and derivative PLC Programmable logic controller (CLP) SCADA Supervisory control and data acquisition SFC Sequential Flow Chart ST Structured Text TCP/IP Transmission control protocol/internet protocol UDP/IP User datagram protocol/internet protocol 10 11 Dica: Há uma nota histórica sobre o CLP, no capítulo 9, “Controle Discreto utilizando controladores lógicos programáveis e computadores pessoais”, do livro “Automação Industrial e Sistemas de Manufatura”, de Mikell P. Groover (3ª Edição, Editora Pearson, São Paulo) disponível para leitura na biblioteca virtual da instituição, que vale a pena conhecer. Esse texto possui uma página aproximadamente. Vários itens, entre normas e padrões no mercado, relacionam os CLPs e a automação industrial. A tabela a seguir apresenta uma lista com a terminologia de alguns desses itens que é utilizada no ambiente de automação industrial e nos catálogos dos fabricantes internacionais: AS-i Actuator sensor interface CAN Controller area network DCS Distributed control system DDE Dynamic data exchange FBD Function block diagram GUI Graphical user interface HMI Human Machine Interface IL Instruction List I/O Inputs and outputs (analog or digital) IEC 61158 International standards for controller field buses IEC 61131 International standards for programmable controllers LLD Ladder logic diagram programming language OLE Object linking and embedding OPC OLE for process control P&ID Piping and instrumentation diagrams PID Proportional, integral, and derivative PLC Programmable logic controller (CLP) SCADA Supervisory control and data acquisition SFC Sequential Flow Chart ST StructuredText TCP/IP Transmission control protocol/internet protocol UDP/IP User datagram protocol/internet protocol No quesito das redes de comunicação industrial, já introduzidas e citadas na unidade 4, é possível observar uma estrutura hierárquica de barramentos (bus) e a interconexão entre os diversos dispositivos, tais como: os computadores locais, os servidores, os CLPs da operação, Interface Homem-Máquina (IHM, ou HMI na nomenclatura inglesa), os sensores e os atuadores ligados nas entradas e saída (E/S, ou I/O na nomenclatura inglesa). Figura: Estrutura de arquitetura de sistema multi-bus Fonte: Adaptado de Robotics and Automation Handbook, CRC Press. Para facilitar o entendimento e a visualização por parte do leitor de um Controlador Lógico Programável é apresentado a seguir a foto de um CLP da empresa Festo Automação, modelo FEC20, disponível no laboratório de automação pneumática da universidade Cruzeiro do Sul. 11 UNIDADE Controladores Lógico Programáveis Figura: CLP Festo FEC20 Fonte: Foto do autor Podemos observar na parte superior um conjunto de ligações “borneiras” de entrada do sistema e, na parte inferior um conjunto de borneiras de saída. Além dos bornes de entradas e saídas (E/S), há algumas outras características relevantes de um CLP padrão. Veja as próximas duas figuras. Figura: Recursos do painel e de ligações do CLP Festo FEC20 Fonte: Acervo do conteudista 12 13 Figura: CLP Festo FEC20 Fonte: Foto do autor Podemos observar na parte superior um conjunto de ligações “borneiras” de entrada do sistema e, na parte inferior um conjunto de borneiras de saída. Além dos bornes de entradas e saídas (E/S), há algumas outras características relevantes de um CLP padrão. Veja as próximas duas figuras. Figura: Recursos do painel e de ligações do CLP Festo FEC20 Fonte: Acervo do conteudista Observe que há no CLP fonte específica para alimentação de sensores, conexão de comunicação seria e expansão do sistema, além dos bornes de alimentação do equipamento CLP. Figura: Recursos do painel e de conexões do CLP Festo FEC20 Fonte: Acervo do conteudista Os bornes permitem as ligações do CLP ao mundo externo. A figura a seguir apresenta alguns tipos dessas ligações. Figura: Recursos do painel e de conexões do CLP Festo FEC20 Fonte: Acervo do conteudista 13 UNIDADE Controladores Lógico Programáveis Observe que a nomenclatura utilizada pela Festo para as saídas é Ox.y, onde O significa saída, x significa qual o conjunto de saídas e y indica qual a saída utilizada. Por exemplo, a primeira saída do primeiro conjunto é O0.0, pois é considerado a numeração iniciando em zero. O mesmo aplica-se para as entradas Ix.y, portanto a primeira entrada do primeiro conjunto será especificada como I0.0. A programação do CLP permite monitorar as entradas Ix.y e alterar as saídas Ox.y do dispositivo. Usando um programa fornecido pelo fabricante Festo rodando num computador do tipo PC-compatível é possível através da interface de comunicação o usuário monitorar em tempo real e online o estado das E/S do CLP. O programa também permite escrever código, compilar para a linguagem interna do CLP e inicializar o equipamento remoto para executar o código recém descarregado. A tela do programa FST mostrando uma programação gráfica conhecida como diagrama ladder, implementada para uma Entrada_0 em I0.0 e uma Saída_0 em O0.0 é vista na figura a seguir. Figura: Programa e projeto do Festo Software Tools, v4.1 Fonte: Tela capturada pelo autor Quanto as suas entradas, no CLP FEC20 da Festo estas podem ser configuradas (ou vindas de fábrica) como do tipo NPN e PNP. 14 15 Observe que a nomenclatura utilizada pela Festo para as saídas é Ox.y, onde O significa saída, x significa qual o conjunto de saídas e y indica qual a saída utilizada. Por exemplo, a primeira saída do primeiro conjunto é O0.0, pois é considerado a numeração iniciando em zero. O mesmo aplica-se para as entradas Ix.y, portanto a primeira entrada do primeiro conjunto será especificada como I0.0. A programação do CLP permite monitorar as entradas Ix.y e alterar as saídas Ox.y do dispositivo. Usando um programa fornecido pelo fabricante Festo rodando num computador do tipo PC-compatível é possível através da interface de comunicação o usuário monitorar em tempo real e online o estado das E/S do CLP. O programa também permite escrever código, compilar para a linguagem interna do CLP e inicializar o equipamento remoto para executar o código recém descarregado. A tela do programa FST mostrando uma programação gráfica conhecida como diagrama ladder, implementada para uma Entrada_0 em I0.0 e uma Saída_0 em O0.0 é vista na figura a seguir. Figura: Programa e projeto do Festo Software Tools, v4.1 Fonte: Tela capturada pelo autor Quanto as suas entradas, no CLP FEC20 da Festo estas podem ser configuradas (ou vindas de fábrica) como do tipo NPN e PNP. As duas figuras a seguir apresentam os dois tipos de entradas. Observe que no tipo NPN a entrada é ligada entre a linha de 0V (referência) e o pino de entrada Ix.y (I0.n). O emissor do transistor NPN (por exemplo o elemento do sensor ativo) está ligado a 0V. Já na ligação do tipo PNP a entrada é ligada entre a linha de +24V e o pino de entrada Ix.y (I0.n). O emissor do transistor PNP (por exemplo o elemento do sensor ativo) está ligado a +24V. A figura a seguir apresenta um CLP industrial, comercializado no mercado brasileiro, que é composto de interface homem-máquina (IHM). Figura: CLP industrial de baixo custo e sua placa eletrônica interna. Fonte: Acervo do conteudista 15 UNIDADE Controladores Lógico Programáveis Na foto acima é possível observar a placa interna do CLP e os conectores das borneiras de entrada e saída (engate rápido com conector do tipo Euro) e o elemento microprocessador. Nesse modelo de CLP é utilizado um microcontrolador 8051 da empresa ST semicondutores. A marca e o modelo desse CLP foram retiradas da foto, mas vale citar que este equipamento é um dos mais baratos, ou o mais barato, no mercado brasileiro em 2012, que possui uma IHM com display e teclado no próprio conjunto. CLPs utilizam vários tipos de linguagens e padrões de programação. A norma IEC 61131-1 rege os seus princípios e especificações e amplia a definição dessa área de automação industrial. Entre outros, a norma define pontos de intertravamento de sistemas automatizados sequências e possui objetivos tais como: visibilidade, o equipamento em si, as linguagens de programação, os manuais e/ou guias do usuário e os sistemas de comunicação. A seguir pode ser visto uma tabela dessas definições da Norma Internacional IEC 61131-3, retiradas do livro “Principios de Mecatrônica” de João Mauricio Rosário: Parte Título Descrição 1 Informações Gerais Definição da terminologia utilizada e dos conceitos básicos. 2 Requisitos de Equipamentos e Testes Construção eletrônica e mecânica de testes do conjunto. 3 Linguagens de Programação Estrutura da programação do CLP, as linguagens de programação e a execução do programa. 4 Guia do Usuário Guia sobre seleção, instalação e manutenção dos CLPs. 5 Especificação do Serviço de Mensagens Facilidade de programa de comunicação com os outros dispositivos, utilizando protocolo de comunicação baseado em MAP (Manufacturing Aided Planning) e MMS (Manufacturing Message Specifications). 6 Comunicação via FieldBus Facilidade de programa de comunicação do CLP utilizando o padrão IEC fieldbus. 7 Programação para Controle Fuzzy (Nebuloso) Define facilidades de programação para manipulação de lógica nebulosa (fuzzy) embarcada e executando nos CLPs 8 Guia para implementação de linguagens para CLP Guia para aplicação e implementação das linguagens norma da IEC 61131-3 16 17 Na foto acima é possível observar a placa interna do CLP e os conectores das borneiras de entrada e saída (engate rápido com conector do tipo Euro) e o elementomicroprocessador. Nesse modelo de CLP é utilizado um microcontrolador 8051 da empresa ST semicondutores. A marca e o modelo desse CLP foram retiradas da foto, mas vale citar que este equipamento é um dos mais baratos, ou o mais barato, no mercado brasileiro em 2012, que possui uma IHM com display e teclado no próprio conjunto. CLPs utilizam vários tipos de linguagens e padrões de programação. A norma IEC 61131-1 rege os seus princípios e especificações e amplia a definição dessa área de automação industrial. Entre outros, a norma define pontos de intertravamento de sistemas automatizados sequências e possui objetivos tais como: visibilidade, o equipamento em si, as linguagens de programação, os manuais e/ou guias do usuário e os sistemas de comunicação. A seguir pode ser visto uma tabela dessas definições da Norma Internacional IEC 61131-3, retiradas do livro “Principios de Mecatrônica” de João Mauricio Rosário: Parte Título Descrição 1 Informações Gerais Definição da terminologia utilizada e dos conceitos básicos. 2 Requisitos de Equipamentos e Testes Construção eletrônica e mecânica de testes do conjunto. 3 Linguagens de Programação Estrutura da programação do CLP, as linguagens de programação e a execução do programa. 4 Guia do Usuário Guia sobre seleção, instalação e manutenção dos CLPs. 5 Especificação do Serviço de Mensagens Facilidade de programa de comunicação com os outros dispositivos, utilizando protocolo de comunicação baseado em MAP (Manufacturing Aided Planning) e MMS (Manufacturing Message Specifications). 6 Comunicação via FieldBus Facilidade de programa de comunicação do CLP utilizando o padrão IEC fieldbus. 7 Programação para Controle Fuzzy (Nebuloso) Define facilidades de programação para manipulação de lógica nebulosa (fuzzy) embarcada e executando nos CLPs 8 Guia para implementação de linguagens para CLP Guia para aplicação e implementação das linguagens norma da IEC 61131-3 As linguagens do CLP devem possuir uma base formal, que permita uma interpretação exata e precisa do programa. Deve também apresentar clareza, visando facilitar a comunicação entre os diversos dispositivos envolvidos no modelo do sistema e na sua modelagem; além de possibilitar a construção de objetos e modelos que sigam os requisitos e os conceitos das propriedades das partes do sistema e de sua totalidade. Na Norma IEC 61131-3, foram definidas cinco linguagens, sendo duas textuais e três gráficas, que são de maneira geral aceitas e utilizadas pelos fabricantes dos CLPs disponíveis no mercado. Algumas são adaptadas e ou customizadas de acordo com cada fabricante. As linguagens de programação são: IL: Instructions List, ou a lista de instruções ST: Structured Text, ou texto estruturado LD: Ladder Diagram, ou diagrama ladder FBD: Function Block Diagram, ou diagrama de blocos de função SFC: Sequential Function Chart, ou diagrama funcional sequencial (Grafcet). O programa Festo Software Tools, que comunica-se com o CLP FEC20 permite programação, por exemplo, do tipo ST e LD. Figura: Programa e projeto do Festo Software Tools, v4.1 Fonte: Tela capturada pelo autor 17 UNIDADE Controladores Lógico Programáveis Dica: Para conhecer mais sobre o CLP é sugerida a leitura do capítulo 13 Controladores Programáveis Industriais, do livro Princípios de Mecatrônica, de João Mauricio Rosário e do capítulo 9 Controle Discreto utilizando controladores lógicos programáveis e computadores pessoais do livro Automação Industrial e Sistemas de Manufatura, de Mikell P. Groover, 3ª Edição,. , São Paulo. Ambos os livros são da editora Pearson e estão disponíveis na Biblioteca Virtual Pearson. Programação Ladder A linguagem de programação do tipo diagrama ladder (LD, ladder diagram) permite uma forma gráfica de programar o CLP. Iremos demonstrar alguns exemplos de lógica combinacional do tipo E (AND), OU (OR), OU-exclusivo (XOR) e exercícios de aplicação para estudar e estimular que você visualize a lógica de controle de um CLP industrial. Considere como primeiro exemplo, imaginar um interruptor que aciona uma lâmpada, como costumamos utilizar numa instalação elétrica. Se esse dispositivo é implementada numa lógica dentro do CLP, num diagrama ladder, consideramos uma entrada E1 que irá aciona uma saída S1. A figura a seguir apresenta essa programação Figura: diagrama ladder para entrada E1 e saída S1. Fonte: Figura do autor A entrada E1 apresentada está normalmente aberta e, quando ativa, por um sensor, ou chave fim-de-curso, irá fechar e ativar a saída S1. Imagine agora, que o sistema possui uma entrada que funciona de forma invertida, ou seja, a chave (entrada) está normalmente fechada deixando ativa a saída S1, mas quando o sensor, ou chave-fim-de-curso está ativo no sistema da automação da manufatura, a chave será aberta. 18 19 Dica: Para conhecer mais sobre o CLP é sugerida a leitura do capítulo 13 Controladores Programáveis Industriais, do livro Princípios de Mecatrônica, de João Mauricio Rosário e do capítulo 9 Controle Discreto utilizando controladores lógicos programáveis e computadores pessoais do livro Automação Industrial e Sistemas de Manufatura, de Mikell P. Groover, 3ª Edição,. , São Paulo. Ambos os livros são da editora Pearson e estão disponíveis na Biblioteca Virtual Pearson. Programação Ladder A linguagem de programação do tipo diagrama ladder (LD, ladder diagram) permite uma forma gráfica de programar o CLP. Iremos demonstrar alguns exemplos de lógica combinacional do tipo E (AND), OU (OR), OU-exclusivo (XOR) e exercícios de aplicação para estudar e estimular que você visualize a lógica de controle de um CLP industrial. Considere como primeiro exemplo, imaginar um interruptor que aciona uma lâmpada, como costumamos utilizar numa instalação elétrica. Se esse dispositivo é implementada numa lógica dentro do CLP, num diagrama ladder, consideramos uma entrada E1 que irá aciona uma saída S1. A figura a seguir apresenta essa programação Figura: diagrama ladder para entrada E1 e saída S1. Fonte: Figura do autor A entrada E1 apresentada está normalmente aberta e, quando ativa, por um sensor, ou chave fim-de-curso, irá fechar e ativar a saída S1. Imagine agora, que o sistema possui uma entrada que funciona de forma invertida, ou seja, a chave (entrada) está normalmente fechada deixando ativa a saída S1, mas quando o sensor, ou chave-fim-de-curso está ativo no sistema da automação da manufatura, a chave será aberta. A figura a seguir apresenta essa programação Figura: diagrama ladder para entrada E1 invertida e saída S1. Fonte: Figura do autor O que acontece se juntarmos as duas entradas, na forma de combiná-las como uma porta E (AND) de duas entradas, sendo E1 normalmente aberta e E2 normalmente fechada (inversora) ? A figura a seguir apresenta essa programação Figura: diagrama ladder para entrada E1 e saída S1. Fonte: Figura do autor Repare que nesse caso, podemos imaginar E1 como o botão de partida de um sistema e E2 como o botão de parada desse mesmo sistema. Pronto! Acabamos de criar nosso primeiro programa em diagrama ladder para o controle de uma máquina de automação da manufatura, com um sistema de segurança, do tipo botão de emergência, como é comum no ambiente industrial. A seguir, verificamos as lógicas combinacionais implementadas em ladder: E (AND) 19 UNIDADE Controladores Lógico Programáveis OU (OR) OU exclusivo (XOR) É possível também associar as portas numa lógica combinacional que represente uma equação booleana, como por exemplo um diagrama ladder que executa a seguinte função: S = X AND ( Y OR Z ) Nos CLPs há recursos como temporizadores, contadores entre outros dispositivos encontrados normalmente em microcontroladores. Um recurso do tipo temporizador (Timer) é mostrado na figura a seguir. 20 21 OU (OR) OU exclusivo (XOR) É possível também associar as portas numa lógicacombinacional que represente uma equação booleana, como por exemplo um diagrama ladder que executa a seguinte função: S = X AND ( Y OR Z ) Nos CLPs há recursos como temporizadores, contadores entre outros dispositivos encontrados normalmente em microcontroladores. Um recurso do tipo temporizador (Timer) é mostrado na figura a seguir. Observe na figura que, o temporizador (Timer) T0 iniciará a contar o tempo de 5s a partir da ativação da entrada I0.0 (Entrada_0) gerando o sinal “Pulse Time” que manterá ativa a saída O0.0 (Output timer) durante essa temporização, através do contato T0. Agora que você tomou conhecimento de diversas combinações de entradas para criar um acionamento (ativação) na saída do seu CLP, vamos estudar um caso de implementação de diagrama ladder para controle em um ambiente industrial. O painel da figura a seguir apresenta as ligações para uma lógica de controle que é utilizada num processo de tratamento de efluentes de uma unidade industrial. No sistema, há as cinco entradas especificadas de E0 a E4, sendo algumas normalmente abertas (E1, E2 e E3) e algumas normalmente fechadas (E0 e E4). Ou seja, os dispositivos de entrada E0 até E4 são fisicamente as chaves que estão conectadas a um módulo de entrada do CLP. 21 UNIDADE Controladores Lógico Programáveis Na saída Y0 há uma bobina ligada. Essa bobina é o contato auxiliar que liga uma bomba elétrica que serve de dosadora no sistema do processo de tratamento de efluentes. O CLP foi programado utilizando o seguinte diagrama ladder, que é parte do programa aplicativo, da lógica de controle implementada no sistema. Com o conhecimento desse extrato do programa de aplicação, é possível verificar que há possibilidades das chaves E0 a E4 estarem atuantes no sistema. Para o funcionamento do sistema onde a saída Y0 (bomba dosadora) possa funcionar a partir das entradas, podemos por exemplo acionar E0, E1 e E2. Observe que, ao acionar E0 que é normalmente fechada permitimos desativar o acionamento de X0 e dessa forma manter X0 fechado. Como X1 e X2 estão em série com X0, pressionar os botões E1 e E2 fechará os contatos X1 e X2. Dessa forma, acionaremos Y0, acionando o contato de partida da bomba dosadora. Com o exemplo acima, mostramos como funciona uma programação ladder e sua operação num processo industrial. Dica: Caso queira treinar a lógica ladder e simular os exercícios da nossa unidade, sem dispor de um CLP e laboratório como o ambiente Festo que foi apresentado, uma sugestão é utilizar o programa LADSIM (Ladder Logic Editor and Programmable Logic Controller Simulator) disponibilizado pela empresa Bytronic, no endereço: Clique Aqui: http://www.bytronic.net Clique Aqui: http://www.bytronic.net 22 23 Na saída Y0 há uma bobina ligada. Essa bobina é o contato auxiliar que liga uma bomba elétrica que serve de dosadora no sistema do processo de tratamento de efluentes. O CLP foi programado utilizando o seguinte diagrama ladder, que é parte do programa aplicativo, da lógica de controle implementada no sistema. Com o conhecimento desse extrato do programa de aplicação, é possível verificar que há possibilidades das chaves E0 a E4 estarem atuantes no sistema. Para o funcionamento do sistema onde a saída Y0 (bomba dosadora) possa funcionar a partir das entradas, podemos por exemplo acionar E0, E1 e E2. Observe que, ao acionar E0 que é normalmente fechada permitimos desativar o acionamento de X0 e dessa forma manter X0 fechado. Como X1 e X2 estão em série com X0, pressionar os botões E1 e E2 fechará os contatos X1 e X2. Dessa forma, acionaremos Y0, acionando o contato de partida da bomba dosadora. Com o exemplo acima, mostramos como funciona uma programação ladder e sua operação num processo industrial. Dica: Caso queira treinar a lógica ladder e simular os exercícios da nossa unidade, sem dispor de um CLP e laboratório como o ambiente Festo que foi apresentado, uma sugestão é utilizar o programa LADSIM (Ladder Logic Editor and Programmable Logic Controller Simulator) disponibilizado pela empresa Bytronic, no endereço: Clique Aqui: http://www.bytronic.net Também é possível programarmos CLPs e descrevermos processos através do diagrama de blocos de função (FBD), muito utilizado na indústria. Um diagrama de blocos de função, baseado na norma internacional IEC 61131-3 é apresentado na figura a seguir: Observe que ele reproduz uma lógica combinacional formada de portas E (AND) e OU (OR) de duas entradas cada, sendo que algumas dessas entradas possuem o seu sinal invertido, que é representado pelo sinal gráfico do círculo. Compare o diagrama de blocos de função acima com a lógica do diagrama ladder a seguir: É possível fazer uma paralelo entre os dois, entre a função S1 e Y0? O diagrama de blocos de função (FBD) é também uma linguagem gráfica, especificada na norma IEC 61131-3, que permite modelar sistemas de forma simples e programá-los dessa forma. Diagrama de Blocos de Função 23 UNIDADE Controladores Lógico Programáveis É sugerida a leitura do capítulo 13, Controladores Programáveis Industriais, do livro Princípios de Mecatrônica, de João Mauricio Rosário, Editora Pearson, São Paulo. Disponível na Biblioteca Virtual Pearson. Capítulo 9 Controle discreto utilizando controladores lógicos programáveis e computadores pessoais do livro Automação Industrial e Sistemas de Manufatura, de Mikell P. Groover, 3ª Edição, Editora Pearson. , São Paulo. Disponível na Biblioteca Virtual Pearson. Depois de ler o material e informar-se sobre o assunto, vamos pôr em prática esses conhecimentos nas atividades! Bom trabalho! Material Complementar 24 25 É sugerida a leitura do capítulo 13, Controladores Programáveis Industriais, do livro Princípios de Mecatrônica, de João Mauricio Rosário, Editora Pearson, São Paulo. Disponível na Biblioteca Virtual Pearson. Capítulo 9 Controle discreto utilizando controladores lógicos programáveis e computadores pessoais do livro Automação Industrial e Sistemas de Manufatura, de Mikell P. Groover, 3ª Edição, Editora Pearson. , São Paulo. Disponível na Biblioteca Virtual Pearson. Depois de ler o material e informar-se sobre o assunto, vamos pôr em prática esses conhecimentos nas atividades! Bom trabalho! AGUIRRE L. A. Enciclopédia de Automática: Controle e Automação. Volumes 1, 2 e 3. São Paulo, Edgard Blucher, 2007. GROOVER, M. P. Automação Industrial e Sistemas de Manufatura. 3ª Ed, São Paulo, Pearson, 2011. LUGLI, A. B. e SANTOS, M.M.D. Sistemas Fieldbus Para Automação Industrial, São Paulo, Érica, 2009. ROSÁRIO, J.M. Principios de Mecatrônica. São Paulo, Pearson, 2005. Referências 25
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