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Apresentacao_SENAI_Jackson_Veiga_Teste

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AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 
Integração de Sistemas Pneumáticos e Controladores Lógicos Programáveis (CLPs). 
 
Maio 11-5 2021 
Jackson T. Veiga 
SENAI – Santa Catarina - SC, Brasil 
jackson.veiga@usp.br 
Tópicos 
• Objetivo 
• Introdução: Contexto, Integração PLCs e IOs 
• Conceitos da proposta: Metodologia, Ferramentas, 
• Proposta do Trabalho 
• Referências Bibliográficas 
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Objetivo da Aula 
• Identificar as mudanças de paradigma advindas com a 
transformação digital para integração de CLP e sistemas 
pneumáticos. 
 A) Contextualização Teórica; 
 B) Apresentação da proposta prática. 
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Introdução 
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• CLPs Industriais 
– Controlador que executa funções lógicas; 
– Desenvolvido para substituir os comandos elétricos tradicionais; 
– Vantagens na integração do I/Os; 
– Linguagens de Programação: Ladder (LD), Blocos (FDB), Lista (IL) 
(IEC61131); 
– Operações Lógicas básicas: aberto, fechado, ou (OR), e (AND); 
 
 
 
Introdução 
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• CLPs Industriais 
 
 
 
Ref. Bibliográfica 
Introdução 
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• Sistemas Pneumáticos: 
Interligação de componentes para realizar trabalho em equipamentos 
de automação. 
– Atuadores e Sensores; 
– Estação de ar; 
– Válvulas; 
– Ilhas de válvulas eletropneumáticas. 
– Simbologia (NBR 8896) 
 
 
Introdução 
23-26/nov/2020 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 7 
Exemplo – Integração 
clássica 
• Dado o diagrama 
eletropneumático da 
fig.2. Descrever as 
etapas para conversão 
deste sistema para PLC. 
 
 
 
• Figura 2: Comando eletropneumático 
 
 
Introdução 
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• Identificar os sinais e comandos (I/Os); 
• Dimensionar os tipos de entradas/saídas 
do PLC; 
• Desenhar o diagrama elétrico do PLC; 
• Escrever a tabela de alocação “allocation 
list”; 
• Escrever o programa. 
 
 
 
 
• Figura 3: Comando eletropneumático 
 
 
Contexto para Trabalho 
• Normalmente estes processos são realizados utilizando métodos e 
ferramentas para conversão. Durante este processo pode ocorrer falhas na 
programação (situações não previstas no programa). 
a) Como otimizar as tarefas de concepção destes modelos reduzindo falhas 
na programação? 
b) Como antecipar as tarefas de engenharia de forma remota, buscando 
reduzir o tempo de comissionamento e startup? 
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Contexto para Trabalho 
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• Contexto Tradicional 
 
– Sistemas tradicionais são 
hierárquicos; 
– Não há integração total 
entre os níveis da ISA95; 
 
 
 
(Matthias et al. 2017). 
Contexto para Trabalho 
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• Contexto Indústria 4.0 
 
– Gêmeo Digital; 
– Integração horizontal e vertical; 
– Aplicações web; 
– Novos ativos aprimorados. 
 
 
(Matthias et al. 2017). 
Conceitos da Proposta 
• Modelagem e Simulação 
– A simulação é a imitação da operação de um processo real ou sistema ao 
longo do tempo (extrapola-se o que deseja observar); 
– Um sistema é definido como um conjunto de componentes, interagindo 
a partir da percepção de entradas e atualização de saídas para alcançar 
um determinado objetivo. 
 
 
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Conceitos da Proposta 
• Exemplos de Simulação 
– Operação de Usinagem: verificar os processos de torneamento, furação, 
soldagem; 
– Estoques: verificação de taxas de ocupação, fluxo e armazenagem de 
material; 
– Controle de processo: a integração de sistemas eletropneumáticos e 
PLCs podem ser modeladas e simuladas com objetivo de entender o 
funcionamento do sistema. 
 
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Sirus Simulation: Bancada Festo 
https://www.youtube.com/watch?v=sPEi1wSAq9M 
../Material_Apoio/FESTO MPS 500 System in CIROS Simulation and in Reality.mp4
Conceitos da Proposta 
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Simulação - 
Ferramentas 
• Multisim; 
• Fluidsim; 
• Matlab; 
• PLC simulator; 
 
 
 
Multisim - eletrônica Fluidisim - pneumática 
Matlab – dados, cálculos, modelos Codesys - PLC simulator 
Conceitos da Proposta 
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• OPC 
– Interface de comunicação padrão para 
aplicações e serviços em sistemas 
operacionais Windows. 
• OPC-UA (arquitetura padrão) 
• Possibilita integração com MES, SCADA, IHM; 
• Clássico (COM/DCOM); 
• Cliente/Servidor. 
 
 
 
Conceitos da Proposta 
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• OPC - UA 
 
 
 
UAExpert 
Integração, OPC-UA (serviços) 
Proposta do Trabalho 
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• Tópicos principais do trabalho: 
• Exemplo Simulação; 
• Apresentação das principais ferramentas; 
• Entregas esperadas. 
Requisitos da 
Proposta 
Especificação e 
Modelagem dos 
componentes 
Apresentação 
da solução e 
simulação 
Proposta – Introdução 
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Você é o integrador de uma célula de manufatura distribuída, sendo esta 
composta por atuadores pneumáticos e PLC “laboratório”. A planta encontra-
se situada em outro estado com acesso limitado para deslocamento. A 
fábrica dispõe de pouco tempo e devido a restrições, foi lhe solicitado 
antecipação das atividades para o correto funcionamento dos “ativos”. A) 
Quais soluções e técnicas você utilizará para especificar e testar os 
equipamentos previamente “sem acesso ao HW”? B) Como realizar essa 
integração e comissionamento de forma a resolver o problema apresentado? 
Proposta – Introdução 
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• Estações reais (físico) • Estações virtuais (simulador) 
Proposta – Introdução 
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Proposta do Trabalho 
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• Ferramentas 
– Simulador PLC; 
– Integração simulador via OPC-UA; 
– Módulos de entrada e saída do fluidsim (OPC); 
– Simulador Eletropneumático. 
 
• Softwares: CoDeSys, OPCConfig ou PLCWinNT24 
 
 
Proposta - Ferramentas 
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O software FluidSim é usado na 
simulação de sistemas 
eletropneumáticos; 
 
• Biblioteca de componentes; 
• Servidor OPC; 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=Akg0uJzIcXE 
Tela Fluidsim 
Proposta - Ferramentas 
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O software CodeSys é usado na simulação do CLP em sistemas eletropneumáticos. 
https://www.youtube.com/watch?v=yJbYRMUZD2A 
Proposta - Ferramentas 
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O software CodeSys é usado na simulação do CLP em sistemas eletropneumáticos. 
simulador de CLP (PLCWintNT24) simulador de CLP (OpenPLC) 
https://www.youtube.com/watch?v=Akg0uJzIcXE https://www.youtube.com/watch?v=xFReoHQuWyQ 
Proposta - Entregas esperadas 
• Proposta do Trabalho: 
– Objetivo do controle de processo: Ex.: classificação, separação, transporte; 
– Diagrama Funcional; 
– Especificação dos componentes: Ex.: estações, subestação, válvulas eletropneumáticas, 
sensores, atuadores; 
– Lista de sinais I/Os; 
– Diagrama eletropneumático; 
– Diagrama de interligação dos componentes; 
– Apresentação do método escolhido para conversão dos comandos; 
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Proposta - Entregas esperadas 
• Proposta do Trabalho: 
– Proposta de layout para simulação utilizando ferramenta adequada; 
– Apresentação da simulação do sistema; 
– Testes e validação da lógica no modelo virtual; 
– Integração PLC virtual e layout (visualização) do processo; 
– Testes e revisões dos modelos; 
– Agendar ida no laboratório para validação da proposta; 
– Apresentação final do Projeto (proposta). 
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Material de Apoio 
• Manual para simulação de sistemas eletropneumáticos; 
• Como instalar e configurar o CodeSys; 
• Como instalar e configurar o FluidSim; 
• Apostila
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