AI-5 4 - Lógica estruturada

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Análise e projeto baseado em lógica 
estruturada e diagrama de estados
Automação Industrial - 2021.1
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
Exemplos
2
UFPA/ITEC/FCT
2021.3 - Automação Industrial
Prof. Ilan Correa
Análise e projeto baseado em lógica 
estruturada e diagrama de estados
Exemplo 1: Desenhe o diagrama de temporização para as saídas
para a lógica ladder.
3
UFPA/ITEC/FCT
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Análise e projeto baseado em lógica 
estruturada e diagrama de estados
Exemplo 1: Desenhe o diagrama de temporização para as saídas
para a lógica ladder.
4
Bits do temporizador não-retentivo: EN, DN, TT
UFPA/ITEC/FCT
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Análise e projeto baseado em lógica 
estruturada e diagrama de estados
Exemplo 1: Exemplo 1: Desenhe o diagrama de temporização para as saídas
para a lógica ladder.
5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
start
t_3.EN
run
t_3.DN
t_9.TT
t_9.DN
t_15.DN
t_15.TT
t_20.EN
t_20.DN
A=t_3.EN E /t_9.DN OU t_10.DN E /t_15.DN
t_10.DN
B=t_3.EN E t_9.TT OU t_20.EN E /t_15.TT
/A indica “não A” ou 
“not A”
Análise e projeto baseado em lógica 
estruturada e diagrama de estados
Exemplos
6
UFPA/ITEC/FCT
2021.3 - Automação Industrial
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Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de 
estados
Exemplo 2: Projetar um controlador de porta de garagem com o seguinte comportamento
● Há um único botão e um único controle remoto
● Quando o botão é pressionado, a porta move-se para cima ou para baixo
● Se o botão é pressionado uma vez enquanto o portão move-se, a porta para. Se o botão é pressionado 
novamente, a porta volta a mover-se na direção contrária
● Há chaves de fim de curso nos pontos mais alto e mais baixo do percurso do portão
● Há um sensor ótico de presença que, se acusar nível lógico alto, enquanto a porta está fechando, a porta para 
e começa a mover-se na direção inversa
● Há uma lâmpada na garagem que é ligada por 5 minutos após a porta abrir ou fechar
7
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Análise e projeto baseado em lógica
 estruturada e diagrama de estados
Exemplo 2: Projetar um controlador de porta de garagem com o seguinte 
comportamento
● Há um único botão e um único controle remoto
● Quando o botão é pressionado, a porta move-se para cima ou para 
baixo
● Se o botão é pressionado uma vez enquanto o portão move-se, a 
porta para. Se o botão é pressionado novamente, a porta volta a 
mover-se na direção contrária
● Há chaves de fim de curso nos pontos mais alto e mais baixo do 
percurso do portão
● Há um sensor ótico de presença que, se acusar nível lógico alto, 
enquanto a porta está fechando, a porta para e começa a mover-se na 
direção inversa
● Há uma lâmpada na garagem que é ligada por 5 minutos após a porta 
abre ou fecha
8
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Exemplo 2: Projetar um controlador de porta de garagem com o seguinte 
comportamento
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Primeiro Scan → “start”
Desabilita todos os estados, 
exceto ST1. Corresponde à 
transição start→ST1
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Exemplo 2: Projetar um controlador de porta de garagem com o seguinte 
comportamento
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ST1
Teste do botão
ST1→ST1 
ST1→ST2
ST2
Procedimento de fechamento 
do portão
ST2→ST3
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Exemplo 2: Projetar um controlador de porta de garagem com o seguinte 
comportamento
11
ST3
Teste da chave de limite (fecha) e botão
ST3→ST4 
ST3→ST5
ST4
Teste do sensor de presença
ST4→ST3 
ST4→ST7
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Exemplo 2: Projetar um controlador de porta de garagem com o seguinte 
comportamento
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ST5
Desativa processo de fechamento
ST5→ST6
ST6
Estado de espera pelo comando de abrir
ST6→ST6
ST6→ST7
ST7
Ativação do processo de abertura
ST7→ST8
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 estruturada e diagrama de estados
Exemplo 2: Projetar um controlador de porta de garagem com o seguinte 
comportamento
13
ST8
Teste do botão, chave de limite
ST8→ST8
ST8→ST9
ST9
Desativa abertura
ST9→ST1
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estruturada e diagrama de estados
Exemplos
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estados
Exemplos 3: Converter o diagrama de estados para equações
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estados
Exemplos 3: Converter o diagrama de estados para equações
Lógica das transições de estado (verbal)
● T1: Inicialização do sistema: primeiro (first) scan (fs)
● T2: De S1 para S2. Está ativa quando o sistema se encontrar no 
estado S1 e a condição S1→S2 estiver ativa.
● T3: De S2 para S1. Está ativa quando o sistema se encontrar no 
estado S2 e a condição S2→S1 estiver ativa.
● T4: De S1 para S0. Está ativa quando o sistema se encontrar no 
estado S1 e a condição S1→S0 estiver ativa.
● T5: De S0 para S1. Está ativa quando o sistema se encontrar no 
estado S0 e a condição S0→S1 estiver ativa.
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estados
Exemplos 3: Converter o diagrama de estados para equações
Lógica das transições de estado (equação lógica)
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estados
Exemplos 3: Converter o diagrama de estados para equações
Lógica dos estados (verbal)
● S1: Nível alto quando no estado S1 ou quando qualquer 
transição que leve a S1 estiver ativa, e as transições que saem 
de S1 estiverem inativas.
● S2: Nível alto quando no estado S2 ou quando qualquer 
transição que leve a S2 estiver ativa, e as transições que saem 
de S2 estiverem inativas.
● S3: Nível alto quando no estado S3 ou quando qualquer 
transição que leve a S3 estiver ativa, e as transições que saem 
de S3 estiverem inativas.
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Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de 
estados
Exemplos 3: Converter o diagrama de estados para equações
Lógica dos estados (equação lógica)
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estados
Exemplos 3: Converter o diagrama de estados para equações
Lógica de saída (de acordo com a tabela de saída →somente 
depende do estado)
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estados
Exemplos 3: Converter o diagrama de estados para equações
21
Outra opção para conversão para equações 
lógicas na aula 4.3 ⇒ equações dos estados
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estruturada e diagrama de estados
Exemplos
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estados
Exemplo 4: Implementar o diagrama de estados com equações
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Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de 
estados
Exemplo 4: Implementar o diagrama de estados com equações
Lógica das transições de estado (equaçõeslógicas)
● Usando o mesmo raciocínio do exemplo anterior
○ Estado será ativado quando o estado estiver ativado ou alguma 
transição que chegue a ele seja ativa, e quando as transições que 
saem dele estejam inativas
○ Transição estará ativa quando o estado do qual ela parte está ativo 
e a regra de transição seja verdadeira
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UFPA/ITEC/FCT
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Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de 
estados
Exemplo 4: Implementar o diagrama de estados com equações
Lógica das transições de estado (equações lógicas)
● Usando o mesmo raciocínio do exemplo anterior
○ Estado será ativado quando o estado estiver ativado ou alguma 
transição que chegue a ele seja ativa, e quando as transições que 
saem dele estejam inativas
○ Transição estará ativa quando o estado do qual ela parte está ativo 
e a regra de transição seja verdadeira
● Transições
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estados
Exemplo 4: Implementar o diagrama de estados com equações
Lógica das transições de estado (equações lógicas)
● Usando o mesmo raciocínio do exemplo anterior
○ Estado será ativado quando o estado estiver ativado ou alguma 
transição que chegue a ele seja ativa, e quando as transições que 
saem dele estejam inativas
○ Transição estará ativa quando o estado do qual ela parte está ativo 
e a regra de transição seja verdadeira
● Estados (com codificação de prioridade entre as transições)
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Análise e projeto baseado em lógica 
estruturada e diagrama de estados
Exemplo 4: Implementar o diagrama de estados com equações
Lógica ladder
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Análise e projeto baseado em lógica 
estruturada e diagrama de estados
Exemplos
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Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de 
estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
1. O processo de mistura inicia quando um botão é pressionado 
momentaneamente.
2. Se um dos tanques A, B ou C não contém a quantidade mínima de 
líquido (linhas tracejadas), o início do processo deve esperar o 
preenchimento dos mesmos
3. Um tanque T receberá os líquidos contidos em A, B e C, sendo A até 
o nível LA, B até LB, e C até LC, liberados pelas válvulas V1, V2 e V3.
4. Ao final do enchimento de T, é dado um intervalo de 10 minutos 
para que haja uma reação química.
5. Ao final do tempo, uma bomba M esvazia o tanque, expressando o 
final do processo de mistura
6. Assuma que há sensores de nível nos níveis mínimos dos tanques A, 
B e C
7. Assuma que o enchimento de A, B e C é feito por outro processo
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Análise e projeto baseado em lógica 
estruturada e diagrama de estados
Projeto com fluxograma
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estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
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Start
Início do fluxograma
Configuração inicial 
do CLP
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estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
1. O processo de mistura inicia quando um botão é pressionado 
momentaneamente.
2. Se um dos tanques A, B ou C não contém a quantidade mínima de 
líquido (linhas tracejadas), o início do processo deve esperar o 
preenchimento dos mesmos
32
Start
bt=1 Não
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Análise e projeto baseado em lógica estruturada e diagrama de 
estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
1. O processo de mistura inicia quando um botão é pressionado 
momentaneamente.
2. Se um dos tanques A, B ou C não contém a quantidade mínima de 
líquido (linhas tracejadas), o início do processo deve esperar o 
preenchimento dos mesmos
33
Start
bt=1 Não
A + B + C
Não
Testes separados para botão 
e níveis
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estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
1. O processo de mistura inicia quando um botão é pressionado 
momentaneamente.
2. Se um dos tanques A, B ou C não contém a quantidade mínima de 
líquido (linhas tracejadas), o início do processo deve esperar o 
preenchimento dos mesmos
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Start
Bt. A . B . C
Não
Testes único para botão e 
níveis
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estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
● Um tanque T receberá os líquidos contidos em A, B e C, sendo A até 
o nível LA, B até LB, e C até LC, liberados pelas válvulas V1, V2 e V3.
35
Start
bt .A . B . C
Não
V1=1; V2=0; V3=0
Sim
LA=1
Não
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estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
● Um tanque T receberá os líquidos contidos em A, B e C, sendo A até 
o nível LA, B até LB, e C até LC, liberados pelas válvulas V1, V2 e V3.
36
Start
bt.A.B.C
Não
V1=1; V2=0; V3=0
Sim
LA=1
Não
V1=0; V2=1; V3=0
Sim
LB=1
Não
V1=0; V2=0; V3=1
Sim
LC=1
Não
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estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
● Ao final do enchimento de T, é dado um intervalo de 10 minutos 
para que haja uma reação química.
37
Start
bt.A.B.C
Não
V1=1; V2=0; V3=0
Sim
LA=1
Não
V1=0; V2=1; V3=0
Sim
LB=1
Não
V1=0; V2=0; V3=1
Sim
LC=1
Não
T=1
T0.DN
Não
Assumindo que T é uma 
memória que energiza T0
Sim
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estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
● Ao final do tempo, uma bomba M esvazia o tanque, expressando o 
final do processo de mistura
38
Start
bt.A.B.C
Não
V1=1; V2=0; V3=0
Sim
LA=1
Não
V1=0; V2=1; V3=0
Sim
LB=1
Não
V1=0; V2=0; V3=1
Sim
LC=1
Não
T=1
T0.DN
Não
Sim
M=1
Sim
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estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
● Ao final do tempo, uma bomba M esvazia o tanque, expressando o 
final do processo de mistura
39
Start
bt.A.B.C
Não
V1=1; V2=0; V3=0
Sim
LA=1
Não
V1=0; V2=1; V3=0
Sim
LB=1
Não
V1=0; V2=0; V3=1
Sim
LC=1
Não
T=1
T0.DN
Não
Sim
M=1
Sim
LA=1
Sim
Não
M=0
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estruturada e diagrama de estados
Projeto com máquina de estados
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estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
1. O processo de mistura inicia quando um botão é pressionado 
momentaneamente.
2. Se um dos tanques A, B ou C não contém a quantidade mínima de 
líquido (linhas tracejadas), o início do processo deve esperar o 
preenchimento dos mesmos
3. Um tanque T receberá os líquidos contidos em A, B e C, sendo A até 
o nível LA, B até LB, e C até LC, liberados pelas válvulas V1, V2 e V3.
4. Ao final do enchimento de T, é dado um intervalo de 10 minutos 
para que haja uma reação química.
5. Ao final do tempo, uma bomba M esvazia o tanque, expressando o 
final do processo de mistura
6. Assuma quehá sensores de nível nos níveis mínimos dos tanques A, 
B e C
7. Assuma que o enchimento de A, B e C é feito por outro processo
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estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
1. O processo de mistura inicia quando um botão é pressionado 
momentaneamente.
2. Se um dos tanques A, B ou C não contém a quantidade mínima de 
líquido (linhas tracejadas), o início do processo deve esperar o 
preenchimento dos mesmos
3. Um tanque T receberá os líquidos contidos em A, B e C, sendo A até 
o nível LA, B até LB, e C até LC, liberados pelas válvulas V1, V2 e V3.
4. Ao final do enchimento de T, é dado um intervalo de 10 minutos 
para que haja uma reação química.
5. Ao final do tempo, uma bomba M esvazia o tanque, expressando o 
final do processo de mistura
6. Assuma que há sensores de nível nos níveis mínimos dos tanques A, 
B e C
7. Assuma que o enchimento de A, B e C é feito por outro processo
42
E1
FS
E2
bt.A.B.C
E3
E4
LA
LB
LC
E5
E6
T0.DN
LA=0
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estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
43
E1
FS
E2
bt.A.B.C
E3
E4
LA
LB
LC
E5
E6
T0.DN
LA=0
Estado Saídas
E1 V1=0; V2=0; V3=0; T=0; M=0
E2 V1=1; V2=0; V3=0; T=0; M=0
E3 V1=0; V2=1; V3=0; T=0; M=0
E4 V1=0; V2=0; V3=1; T=0; M=0
E5 V1=1; V2=0; V3=0; T=1; M=0
E6 V1=0; V2=0; V3=0; T=0; M=1
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estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
T1 = FS
T2 = E1.bt.A.B.C
T3 = E2.LA
T4 = E3.LB
T5 = E4.LC
T6 = E5.T0-DN
T7 = E6. /LA
44
E1
FS
E2
bt.A.B.C
E3
E4
LA
LB
LC
E5
E6
T0.DN
LA=0
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estados
Exemplo: Automatizar um misturador químico que tem as 
seguintes especificações
E1 = (E1 + FS + T7)./T2
E2 = (E2 + T2)./T3
E3 = (E3 + T3)./T4
E4 = (E4 + T4)./T5
E5 = (E5 + T5)./T6
E6 = (E6 + T6)./T7
45
E1
FS
E2
bt.A.B.C
E3
E4
LA
LB
LC
E5
E6
T0.DN
LA=0
Dúvidas?
46