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Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Automação Industrial - 2021.3 Prof. Ilan Sousa Correa Universidade Federal do Pará (UFPA) Instituto de Tecnologia (ITEC) Faculdade de Eng. da Computação e Telecomunicações (FCT) Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Projeto baseado em fluxograma; Grafcet 2 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Projeto baseado em fluxograma ● Os fluxogramas (flowcharts) são ferramentas para descrever processos seqüenciais que podem mudar o fluxo de execução baseados nos resultados de testes lógicos ● Os símbolos (blocos) normalmente utilizados em flowcharts são: ○ São conectados utilizando setas que indicam o sentido do fluxo de execução da seqüência de passos do processo 3 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Projeto baseado em fluxograma ● Os símbolos (blocos) normalmente utilizados em flowcharts são: ○ Os programas iniciam com um bloco START e terminam em um blocos STOP ○ Programas em aplicações industriais normalmente executam em um loop infinito ⇒ fluxogramas se blocos STOP. ○ Outros blocos são os blocos de operação (retângulo) e decisão (losango) 4 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Projeto baseado em fluxograma ● Exemplo: ○ Fluxograma de um sistema de controle para um grande tanque de água, com uma torneira para enchimento, denominada de ‘flow in’, e uma torneira para drenagem, denominada de ‘flow out’. ○ Quando um botão de partida ‘start’ for pressionado, o tanque começará a encher através da torneira ‘flow in’, sendo que a torneira de saída, ‘flow out’, deverá estar fechada. ○ Quando o tanque estiver cheio, ou o botão de parada, ‘stop’, for pressionado, a torneira ‘flow in’ deverá ser fechada e a torneira ‘flow out’ deverá ser aberta. 5 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Projeto baseado em fluxograma ● Exemplo: ○ No fluxograma, a execução começa com a operação de abertura de torneira ‘flow out’ e de fechamento da ‘flow in’, que deverá ser o estado inicial do sistema. ○ Em seguida, o sistema entra em um laço de decisão, aguardando o ○ pressionamento do botão ‘start’ ■ bloco START do fluxograma é diferente do botão ‘start’, que representa um sensor ■ Quanto o botão start é acionado, é efetuada a operação de operação de abertura de torneira ‘flow in’ e de fechamento da ‘flow out’, iniciando o enchimento do tanque ○ O enchimento prossegue até que o tanque esteja cheio ou o operador comande um botão de parada ‘stop’, quando então o sistema retornará à condição inicial. 6 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Projeto baseado em fluxograma ● Método geral para construir flowcharts de um processo ○ Ter primeiramente um entendimento inicial do processo ○ Identificar as ações mais importantes, essas ações irão corresponder aos blocos de operação no flowchart do processo. ○ Determine a seqüência das operações, estas serão desenhadas como setas no flowchart. ○ Utilize blocos de decisão para mudanças no fluxo de execução ● Resultado ○ Uma vez que o projetista tenha obtido uma representação na forma de flowchart para o sistema, o programa na lógica Ladder pode ser obtido. ○ As duas técnicas básicas utilizadas para converter flowcharts para lógica Ladder são: ■ utilizar lógica Ladder normalmente, ou ■ utilizar blocos de lógica Ladder 7 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados 8 Projeto baseado em fluxograma ● Conversão para Lógica ladder ○ Podem ser implementados com a função MCR (Master Control Relay) ○ A utilização do MCR consiste de um trecho do programa Ladder o qual está localizado entre a palavras chave MCR ○ Quando a variável lógica A for ativada (A=true), o PLC executa as linhas localizadas entre as palavras chave MCR. ○ Quando A=falso, o bloco todo será ignorado na execução do programa. UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados 9 Projeto baseado em fluxograma ● Conversão para Lógica ladder ○ Passo 1: ■ Nomear cada bloco no flowchart (F1, F2, ... , F6). Cada um desses blocos será então convertido para lógica Ladder. UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados 10 Projeto baseado em fluxograma ● Conversão para Lógica ladder ○ Passo 2: ■ Escrever a primeira parte, que efetuará a lógica para colocar o sistema no estado inicial (operação descrita pelo bloco F1) ■ F1 é ativado no primeiro scan, enquanto que os demais blocos deverão ser inicialmente desativados no primeiro scan UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados 11 Projeto baseado em fluxograma ● Conversão para Lógica ladder ○ Passo 3: ■ Escrever lógica ladder da implementação dos outros blocos do flowchart, utilizando a função MCR ■ A operação F1 consiste em ligar a válvula de saída de água e desligar a válvula de admissão de água. Este trecho finaliza desativando F1 e habilitando a lógica do estado F2. UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados 12 Projeto baseado em fluxograma ● Conversão para Lógica ladder ○ Passo 3: ■ A função F2 aguarda o pressionamento do botão ‘start’, para habilitar F3 ■ Quando o botão ‘start’ é ativado, o bloco MCR correspondente a F2 será desabilitado e o bloco MCR correspondente a F3. ■ A lógica ladder para a operação F3 efetua a abertura da válvula, desabilita o bloco MCR de F3 e habilita o bloco MCR de F4. UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados 13 Projeto baseado em fluxograma ● Conversão para Lógica ladder ○ Passo 3: ■ F4 implementa um decisão entre dois fluxos ■ F5 é habilitada para aguardar o sinal de tanque cheio, UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados 14 Projeto baseado em fluxograma ● Conversão para Lógica ladder ○ Passo 3: ■ F6 repete a ação de F1 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados 15 Projeto baseado em fluxograma ● Exemplo 1: Converter o fluxograma para lógica ladder. UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados 16 Projeto baseado em fluxograma ● Exemplo 1: Converter o fluxograma para lógica ladder. Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet 17 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● É um modelo de representação gráfica do comportamento de um sistema automatizado ● É constituído por uma simbologia gráfica com arcos orientados que interligam etapas e transições, por uma interpretação das variáveis de entrada e saída ● Caracterizadas como receptividades, ações e por regras de evolução que definem formalmente o comportamento dinâmico dos elementos comandados. 18 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Etapa○ Um estado no qual o comportamento do comando não se altera. Representadas graficamente por um quadrilátero, ■ identificadas com números, seguidos ou não por abreviaturas. ○ Pode ser ativa ou inativa. O conjunto de etapas ativas em um determinado instante mostra a situação do sistema. ○ A etapa que se torna ativa logo após o início de funcionamento do sistema é chamada de etapa inicial ■ representada por um duplo quadrilátero. ● Transição ○ Traço perpendicular aos arcos orientados indicando as possibilidades de evolução do Grafcet. ○ Pode, em um dado instante, encontrar-se válida ou não, ■ Válida quando todas as etapas imediatamente precedentes e ligadas a ela estiverem ativas. ○ Passagem para uma situação seguinte, só é possível com a validade de uma transição 19 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Ação ○ Representada graficamente no interior de retângulos associados a uma etapa, ■ Realizada somente quando sua etapa correspondente estiver ativa. ○ Representa efeitos que devem ser obtidos sobre o mecanismo controlado em uma situação ⇒ “o que deve ser feito”. ○ Pode também representar uma ordem de comando que especifica o “como deve feito”. ○ As ordens de comando contidas em ações podem atuar sobre elementos físicos do mecanismo controlado (saídas de PLC, por exemplo), sobre elementos auxiliares do comando (temporizadores, controladores, memórias, etc) ou em interfaces homem-máquina (vídeos, painéis de controle, impressora, etc.). ○ Tipos: ■ Pode emitir ordens do tipo contínua ou condicional, ■ memorizada (S=Stored), com retardo (D=Delayed), limitada no tempo (L=Limited) ou impulsional (P=Pulse). 20 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Ação ○ Ordem contínua: Tipo de ordem de comando cuja emissão depende apenas de ativação da etapa à qual estiver associada. É o caso mais freqüentemente encontrado na prática ○ Ordem condicional: Tipo de ordem de comando cuja emissão, além da ativação da etapa à qual estiver associada, depende também de uma outra condição lógica que a satisfaça. 21 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Ação ○ Com retardo (D): Trata-se do caso particular de ordem condicional em que a dependência é associada a um retardo de tempo. ○ Limitada no tempo (L): Uma ordem limitada no tempo é emitida logo após a ativação da etapa, porém sua duração é limitada a um valor de tempo específico. 22 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Ação ○ Impulsional (P): Similar à do tipo limitada pelo tempo, porém com tempo de duração infinitesimalmente pequeno. Na prática, igual a de um ciclo de varredura do PLC. ○ Sua finalidade é atuar em elementos tais como: inicializador de temporizações, incremento/decremento de contadores, armazenamento de dados em memória, etc. ○ Pode ser de duas naturezas: ■ emitida apenas associada à ativação da etapa, ■ ou condicionada ao aparecimento de outra variável 23 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Ação ○ Em diversas etapas: ■ Quando necessita-se que uma mesma ação atue em mais de uma etapa, é possível a repetição de ordem de comando tantas vezes quantas for preciso ■ Estrutura em paralelismo 24 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Ação ○ Memorizada (S ou R): ■ Comportamento que pode modelado por elementos de memorização. ■ Utiliza-se uma ação específica para ligar (SET) o elemento comandado, e outra ação para desligá-lo (RESET). 25 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Receptividade ○ Função lógica combinacional associada a cada transição ○ Em estado lógico verdadeiro, uma receptividade vai ocasionar a ocorrência de uma transição válida ○ Pode representar conexão entre a lógica combinacional e a lógica seqüencial ○ Pode representar variáveis lógicas como: ■ oriundas de sinais de entrada do sistema, variáveis internas de controle, resultado de comparações com contadores/temporizadores, informação sobre o estado de uma etapa (ativa ou inativa), ou ainda condicionada a uma determinada situação do Grafcet. 26 Informação do estado da etapa E3 é usada como receptividade para a transição T4 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Receptividade (bordas de subida ou descida) ○ Pode ainda estar associada ao sentido de comutação de uma variável lógica, ou seja, pela borda de subida, ou então pela borda de descida dessa variável. ○ Utilizada em situações em que se deseja identificar o instante exato da ocorrência de um evento ■ informação do instante em que uma botoeira é pressionada ■ Sensores de presença cujo momento da chegada da peça é o que interessa. ○ Leva-se em consideração apenas o instante em que a receptividade torna-se verdadeira. ○ Formalmente em um Grafcet, duas ou mais receptividades somente poderão ocorrer se forem correlatas. Por exemplo, ■ ↑A e ↓Ā são ditos correlatos. ■ X e Y que são correlatos se X=(A.B) e Y=(B+C), quando ocorrer ↑B com A=1. 27 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Receptividade (bordas de subida ou descida) ○ Considerações que devem ser observadas quanto ao tratamento lógico de bordas ■ ↑(A+B) não é o mesmo que (↑A+↑B) ■ ↑A = ↓Ā ■ ↑(A.B) não é o mesmo que (↑A.↑B) ■ (↑A.↑B) = 0 se A e B não forem correlatos ○ Deve-se considerar que duas receptividades não correlatas jamais acontecerão ao mesmo tempo. Tal fato pode criar alguma dificuldade quando da utilização de sistemas de comando com tempos de ciclos de varredura muito grandes. Neste caso, mesmo não ocorrendo no mesmo instante, dois sinais poderão ser assim interpretados se ocorrerem dentro do intervalo de tempo de um mesmo ciclo de varredura. 28 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Receptividade (temporizações) ○ Normalmente, uma temporização tem sua contagem inicial de tempo associada à ativação de uma etapa. ○ Após decorrer o tempo preestabelecido, irá permitir a ocorrência da transição a qual estiver associada. ○ Exemplo: ■ A receptividade seguinte à E2 é resultado da temporização t3/15s que tem seu início pela ativação da etapa E2. Neste caso, a etapa E2 permaneceu ativa por apenas 15 segundos. 29 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico ■ Situação inicial ■ Evolução entre situações ■ Estrutura sequencial ■ Seleção entre as sequências 30 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Situação inicial ■ Conjunto de etapas ativas no início do funcionamento do sistema, composto por pelo menos uma etapa. ■ Irá definir o comportamento inicial do sistema em relação ao mecanismo controlado. ■ Uma etapa ativa na situação inicial deve ser grafada por meio de um quadrilátero duplo ■ Pode incluir etapas realizadas no início do funcionamento do sistema ⇒ ações de inicialização do sistema ■ Pode incluiretapas que se tornem ativas ciclicamente ⇒ situações de repouso ou de referenciação do sistema 31 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Situação inicial ○ Um sistema de comando lógico pode encontrar-se em três possíveis estados: ■ Desenergizado: em que não há existência física em relação ao mecanismo controlado. ■ Energizado e inoperante: O sistema de comando existe, mas não está receptivo a nenhuma informação vinda do mecanismo controlado. Não ocorrem evoluções ■ Energizado e operante: pelo menos uma etapa está ativa. ○ A situação inicial corresponde à passagem de uma situação em que nenhuma etapa está ativa (sistema de comando desenergizado ou inoperante) para outra situação em que pelo menos uma etapa está ativa (sistema de comando energizado). Esta evolução corresponde a uma ordem que tanto poderá ser oriunda de entradas lógicas externas, como também poderá advir de um outro sistema de comando. 32 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Evolução entre situações ○ A evolução do Grafcet de uma situação para outra situação corresponde à ocorrência de uma transição, que acontece quando: ■ Essa transição estiver válida; ■ A receptividade associada a essa transição estiver verdadeira ○ Quando um das duas condições forem satisfeitas, ocorre a transição, forçando a uma troca de situação no Grafcet. Tornando, com conseqüência, esta mesma transição não válida, uma vez que a condição (a) não será mais satisfeita. ○ Uma transição de um tempo de duração impulsional, equivalente no PLC ao tempo de um ciclo de varredura. ○ Uma transição a troca de situação do Grafcet. Desativação de todas as etapas imediatamente precedentes ligadas a essa transição, bem como a ativação de todas as etapas imediatamente seguintes ligadas a essa transição. ○ Se uma mesma etapa tiver que ser simultaneamente ativada e desativada, ela mantém-se, por definição, sempre ativa. 33 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Estrutura sequencial ■ Sequência única: uma cadeia de etapas e transições dispostas de forma linear, tal que em sua estrutura ■ cada etapa é seguida por uma única transição e esta, por sua vez, seguida de apenas uma etapa. ■ Não há possibilidades de desvios ou paralelismos. 34 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Estrutura sequencial ○ Exemplo de estrutura com sequência linear ■ Um equipamento para estampar peças plásticas é formado por um dispositivo de carregamento de peças (por gravidade), um cilindro 1 (alimentador), um cilindro 2 (estampador) e um cilindro 3 (extrator). Todos os três cilindros são de ação simples com retorno por mola e tem seu avanço comandado pela eletroválvulas EV1, EV2 e EV3 respectivamente. A máxima excursão dos cilindros é monitorada pela atuação dos sensores S1, S2 e S3 do tipo reed-switch. A expulsão da peça é realizada por um sopro de ar comprimido, obtido a partir do acionamento da eletroválvula EV4, e efetivamente monitorada pela atuação do fotosensor (FS). ■ O funcionamento prevê como condição inicial que os cilindros não estejam acionados, ou seja, essa condição traduz que todas as eletroválvulas estejam desligadas. Assim, com a chave de partida (PTD) acionada e estando a máquina na condição inicial, deve-se iniciar a operação. A seqüência consiste é, primeiramente, colocar uma peça no molde, recuar o êmbolo do cilindro alimentador, prensar o estampo sobre a peça (deve-se aguardar um tempo de dois segundos com a peça sendo prensada), atuar o extrator e o bico de ar para a retirada da peça pronta. 35 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Estrutura sequencial ○ Exemplo de estrutura com sequência linear ■ O Grafcet que modela o automatismo da máquina é: 36 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Estrutura sequencial ○ Exemplo de estrutura com sequência linear ■ Seqüência linear de seis etapas ● A etapa inicial não tem ações específicas, se não apenas a de aguardar a autorização de funcionamento por parte da chave PTD ● As ordens de acionamento das eletroválvulas EV2 e EV4 repetem-se por mais de uma etapa, que é um procedimento aceitável na modelagem, mas que poderia também ser modelado utilizando ordens do tipo S e R (memorizada) 37 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Seleção entre sequencias ■ Utilizada em situações em que uma determinada seqüência deva ser executada e outras serão desviadas ■ Denominado divergência seletiva, ou divergência em OU 38 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Seleção entre sequencias ○ Exemplo de estrutura com seleção de sequência ■ Máquina dispensadora de bebidas quentes que pode fornecer as seguintes opções ao usuário: B1 – café puro, B2 – café com leite e B3 – chocolate quente, escolhida por uma chave seletora de três posições. ■ O sistema é dotado de cinco reservatórios: R1 – café solúvel, R2 – leite em pó, R3 – chocolate, R4 – açúcar e R5 água quente. A dosagem da cada produto no copo descartável é feita pela abertura temporizada de válvulas VR1, VR2, VR3, VR4 e VR5 respectivamente. Há também um dispositivo eletromecânico (AC) para alimentação de copo descartável, o qual posiciona apenas um copo de cada vez que é atuado. ■ Três níveis de liberação de açúcar: A1 – amargo, A2 – doce e A3 – extra-doce, ajustado por uma chave seletora (A) de três posições. ■ Como condição inicial de funcionamento, um copo deve ser posicionado corretamente, o qual deve ser monitorado pelo sensor SC. Como condição de finalização, o copo cheio deve ser retirado. Com a condição inicial satisfeita, um nível de açúcar e um tipo de bebida pré-selecionados, com o pressionar da botoeira de partida inicia-se o processo de preparo pela abertura temporizada das eletroválvulas. 39 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Seleção entre sequencias ○ Exemplo de estrutura com seleção de sequência ■ Primeiro ocorre a liberação de açúcar com os tempos de abertura de VR4 por 4 segundos para doce, 6 segundos para extra-doce e sem liberação para amargo. Inicia-se então o preparo de uma das seguintes receitas (cada uma com as dosagens na ordem exata em que são apresentadas): ● Café puro: 3 segundos de café e 5 segundos de água quente. ● Café com leite: 2 segundos de café, 3 segundos de leite e 7 segundos de água quente. ● Chocolate: 2 segundos de leite, 3 segundos de chocolate e 6 segundos de água quente 40 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Seleção entre sequencias○ Exemplo de estrutura com seleção de sequência 41 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Seleção entre sequencias ○ Exemplo de estrutura com seleção de sequência 42 Açúcar UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Seleção entre sequencias ○ Exemplo de estrutura com seleção de sequência 43 Dosagem das bebidas UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Seleção entre sequencias ○ Casos particulares da seleção entre sequências ■ Salto da sequência ■ Repetição de sequências 44 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Seleção entre sequencias ○ Casos particulares da seleção entre sequências ■ Exemplo de repetição de sequência ● Um sistema para carregamento de vagões composto pelos elementos: uma esteira acionada pelo motor M, uma eletroválvula Y1 para permitir saída de produtos do silo, um sensor S3 para detectar a presença de um vagão, um sensor balança B1 para indicar que o vagão está cheio e uma trava de vagão Y2, cujo destravamento é feito por eletroímã. ● A partir de um comando de partida (PTD), o item estará pronto para funcionar. Com a chegada do primeiro vagão (indicado por S3), é acionado o motor da esteira, sendo que só será desligado após o último vagão ser carregado. A identificação do último vagão é feita por uma supervisão de tempo (15s) contado após a saída do vagão previamente carregado. ● Com o correto posicionamento do vagão e não estando cheio, tem início o seu enchimento dado pela abertura de Y1. O travamento dos vagões na posição correta é feito por um atuador mecânico pela força de uma mola, e seu destravamento exige a tua ção elétrica do eletroímã Y2. Após o enchimento do vagão, fecha-se a eletroválvula e aguarda-se 7 segundos para o esvaziamento da esteira. A partir deste instante, o vagão é destravado. 45 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Regras do comportamento dinâmico: Seleção entre sequencias ○ Casos particulares da seleção entre sequências ■ Exemplo de repetição de sequência ● Uma possível solução para o problema: estrutura de repetição de carga e destravamento de vagão (etapas 3 a 6) até que a condição de outro vagão não chegar em 15 segundos na se satisfaça. ● Deve-se atentar para o detalhe é que o retorno da etapa 6 para a etapa 3 ocorre sem que se quebre a regra etapa-transição-etapa-transição ● Presença de duas transições do tipo sempre verdadeira, ou seja, cuja a receptividade sempre apresenta nível lógico 1 por não depender de nenhuma variável do sistema. 46 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Paralelismo ■ Duas ou mais seqüências executadas ao mesmo tempo ⇒ utilizada uma estrutura gráfica representada pela divergência simultânea, ou também chamada divergência em E ■ Utilizada na modelagem de mecanismos independentes pertencentes ao mesmo sistema comandado, e que devem ter suas atividades assincronamente concluídas para que se dê continuidade ao processo. ■ Após uma divergência simultânea, fica implícita a idéia de que todas as seqüências seguintes terão suas execuções concomitantemente iniciadas, estabelecendo-se assim um caso de paralelismo ■ Um paralelismo só é encerrado quando todas as suas seqüências estiverem concluídas, ou seja, a etapa final de cada uma das seqüências estiver ativa. 47 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Paralelismo ○ Exemplo de estrutura com paralelismo ■ Uma mesa circular é utilizada para alimentar três estações de trabalho que realizam as seguintes operações: ● Estação 1: carrega a peça na mesa circular. ● Estação 2: prende a peça e efetua a furação ● Estação 3: Inspeção do furo por meio de um sensor de profundidade e elimina a peça 48 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Paralelismo ○ Exemplo de estrutura com paralelismo ■ Os sensores e atuadores utilizados no sistema são os seguintes: ● A,B,C,D,E: atuadores (cilindros) pneumáticos de dupla ação; ● a+, b+, ..., e +: eletroválvulas que irão comandar o avanço de A,B,C,D e E; ● a-, b-,..., e- : eletroválvulas que irão comandar o recuo de A,B,C,D e E; ● F, f : atuador F de simples ação e eletroválvula de avanço; ● fca-, ..., fce- : chaves fim-de-curso que indicam posição recuada dos atuadores; ● fca-, ..., fcf + : chaves fim-de-curso de máxima excursão nos atuadores; ● PP1: sensor de presença de peça na entrada da mesa; ● PP2: sensor de presença de na estação de furação; ● PP3: sensor de presença de peça na estação de inspeção; ● PP4: sensor de peça no pallet da mesa. 49 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Paralelismo ○ Exemplo de estrutura com paralelismo ■ A mesa circular é sucessivamente rotacionada em 120º pelo atuador F, o que vai garantir o correto posicionamento da mesa após cada rotação. ■ O motor da furadeira é acionado por um sistema mecânico que vai ligá-lo quando a furadeira descer, e desligá-lo quando ela subir. ■ A verificação do furo é realizada pela descida do acionador D que deverá atingir o fim de curso fcd+ em um tempo não superior a cinco segundos, o que indicará que a furação foi realizada corretamente. Caso esta condição não ocorra, a máquina deverá parar a fim de que o operador retire a peça defeituosa e, manualmente, de o comando de rearme (botoeira R). 50 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Paralelismo ○ Exemplo de estrutura com paralelismo ■ As operações são realizadas após o comando de ordem de partida dado pelo operador (chave P)com as seguintes condições iniciais satisfeitas: ● Condição inicial 1: os atuadores A, B, C, D e E devem estar recuados; ● Condição inicial 2: deve existir peça em pelo menos uma das estações de trabalho. ■ Natureza paralela das operações de carrear peças, furar peças e teste/retirada da peça acabada, sendo que a finalização do paralelismo somente será possível quando as três sequências estiverem individualmente finalizadas, na prática, representada pelas etapas 3, 8e 15 cuja ação é de espera/sincronização. ■ Não há uma receptividade física associada à mudança de situação. Sendo assim, é a condição sempre verdadeira (=1) aquela que satisfaz a condição imposta (neste caso é bastante frequente após convergências em “E”). 51 UFPA/ITEC/FCT 2021.3 - Automação Industrial Prof. Ilan Correa Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de estados Grafcet ● Comportamento dinâmico ○ Paralelismo ○ Exemplo de estrutura com paralelismo 52 Dúvidas? 53
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