apostila de eletropneumática com clp - senai

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Mecânica 2 – Eletropneumática com CLP SENAI-SP, 2006 Trabalho organizado pela escola SENAI “Mariano Ferraz” do Departamento Regional do SENAI-SP Equipe responsável Elaboração Daniel Barbuto Rossato Todos os direitos reservados. Proibida a reprodução total ou parcial, por qualquer meio ou processo. A violação dos direitos autorais é punível como crime com pena de prisão e multa, e indenizações diversas (Código Penal Leis N o 5.988 e 6.895). SENAI-SP Escola SENAI “Mariano Ferraz” Rua Jaguaré Mirim, 71 São Paulo – SP CEP 05311-020 Telefax (0XX11) 3641 – 0024 E-mail Home page [email protected] http:// www.sp.senai.br

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Page 1: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – Eletropneumática com CLP SENAI-SP, 2006 Trabalho organizado pela escola SENAI “Mariano Ferraz” do Departamento Regional do SENAI-SP Equipe responsável Elaboração Daniel Barbuto Rossato Todos os direitos reservados. Proibida a reprodução total ou parcial, por qualquer meio ou processo. A violação dos direitos autorais é punível como crime com pena de prisão e multa, e indenizações diversas (Código Penal Leis No 5.988 e 6.895).

SENAI-SP Escola SENAI “Mariano Ferraz” Rua Jaguaré Mirim, 71 São Paulo – SP CEP 05311-020

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Mecânica 2 – CLP

SENAI 4

Page 3: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 5

Sumário

Apresentação 7

Introdução ao CLP 9

Método Passo-a-Passo 19

Método Cadeia Estacionária 25

Condições Marginais 29

Método Step-Ladder 43

Modo Semi-Automático usando DF e MCR 47

Método Drum 51

Apêndice A – CLP Festo 55

Apêndice B – CLP Matsushita 67

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Mecânica 2 – CLP

SENAI 6

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Mecânica 2 – CLP

SENAI 7

Apresentação

Este material tem por finalidade servir de guia de referência para as aulas de

Mecânica 2 do curso técnico em Automação Industrial. É esperado que o aluno esteja

familiarizado com comandos elétricos e pneumática, sendo desejável conhecimentos

de lógica e eletrônica digital.

Nesta apostila, tentou-se manter uma abordagem bastante objetiva e prática de

modo que este possa futuramente servir de material de consulta para o aluno sempre

que for necessário programar um CLP.

Os métodos aqui apresentados são exclusivamente para linguagem Ladder por

ser a linguagem mais utilizada na indústria e também presente em todos os tipos e

marcas de CLP. Muito embora, alguns conceitos possam ser aproveitados em outras

linguagens.

O curso foi desenvolvido com o CLP Festo, na primeira parte, e com o CLP

Matsushita na segunda parte. Sabemos que cada CLP tem suas particularidades,

como funções, recursos e tipos de entrada e saída. Tentou-se explorar os melhores e

mais simples recursos desses dois controladores para obter métodos de construção

de programas práticos, rápidos e eficientes. Nesse sentido, vale ressaltar que é

sempre bem-vindo o uso dos habituais “Recortar, Copiar e Colar” para ajudar na

confecção do programa.

No apêndice encontram-se explicações para a utilização dos CLPs Festo e

Matsushita. Caso outro CLP seja usado, pode ser necessário alguma alteração no

programa, dependendo do método a ser aplicado.

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Mecânica 2 – CLP

SENAI 8

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Mecânica 2 – CLP

SENAI 9

Introdução ao CLP

Definição

CLP é a sigla para Controlador Lógico Programável ou, em inglês, PLC,

Programmable Logic Controller. Isto porque o CLP é um controlador que executa

funções lógica (e outras mais) que podem ser definidas ou alteradas através de um

programa (software).

O CLP não executa somente funções lógicas (identificar, comparar, classificar);

ele pode executar funções como temporização, contagem, seqüência, controle, etc.

que variam para cada modelo e fabricante de CLP.

O CLP foi inventado para substituir os quadros elétricos a relé que eram usados

principalmente na indústria automobilística. Estes quadros tinham que ser modificados

ou trocados toda vez que fosse feita uma alteração no produto ou no processo de

fabricação. Com o surgimento dos microprocessadores, os CLP’s substituíram esses

quadros e trouxeram uma série de outras vantagens que antigamente não existiam.

Algumas dessas vantagens são a facilidade de programação, o espaço que eles

ocupam, o preço, o baixo consumo de energia. Devido a essas e diversas outras

vantagens, o CLP tem sido amplamente utilizado nas máquinas e equipamentos

industriais.

Com o aumento do número fabricantes de CLP’s e a diversidade de modelos

que começaram a surgir, tornou-se necessário a padronização de algumas

características do CLP, como por exemplo, as linguagens de programação. Com esse

fim, foi criada a norma IEC 61131 que estabelece diversos padrões para os fabricantes

de CLP.

Page 8: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 10

Funcionamento

O CLP possui basicamente a seguinte estrutura:

PROCESSADOR:

É o componente do CLP responsável pelo processamento das instruções. Ele

busca as instruções na memória, interpreta e executa as tarefas contidas nas

instruções. O processador pode ser um microcontrolador, como por exemplo, a família

8051, PIC, 68000 ou um microprocessador, como por exemplo, a família x86,

PowerPC.

MEMÓRIA:

É o local onde ficam armazenadas as instruções a serem executadas pelo

processador e os diversos dados. Existem, pelo menos, duas memórias no CLP. Em

uma delas, é armazenado o programa do fabricante chamado “firmware”, que faz o

CLP funcionar. Em geral, essa memória é do tipo EPROM (Eraseable Programable

Read Only Memory – memória fixa apagável) ou tipo Flash (memória que pode ser

escrita e apagada eletronicamente). Na outra memória fica guardado o programa do

usuário após o mesmo ser transferido do computador para o CLP. Ela pode ser do

tipo RAM (Random Access Memory – memória de acesso aleatório), sendo neste caso

necessário uma bateria para manter o programa na memória mesmo quando o CLP é

desligado; ou do tipo EPROM, ou ainda do tipo Flash.

MÓDULOS DE ENTRADA E SAÍDA

PROCESSADOR MEMÓRIA

BARRAMENTO DE DADOS

MÓDULO DE ENTRADAS E SAÍDAS

Page 9: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 11

É o local onde os sinais enviados pelos sensores e demais elementos de

entrada são convertidos e interpretados pelo processador e também é o local onde o

processador envia os sinais para acionar os atuadores e outros elementos de saída.

Portanto, esse módulo faz a ligação, ou interface, entre o processador e os sinais de

campo, ou da máquina.

MODOS DE FUNCIONAMENTO

O CLP possui uma chave com pelo menos três posições que define seu modo

de funcionamento:

1. PROG: este modo é chamado de programação. Nele é possível transferir ou

carregar (“load”) o programa feito no computador para o CLP. Durante esse modo,

o programa que está dentro do CLP não é executado e todas as saídas

permanecem desligadas.

2. RUN: este modo é chamado de execução. Enquanto esse modo estiver ativo, o

CLP executa o programa do usuário que está na sua memória, realizando a

varredura (“scan”). Não sendo possível transferir programa.

3. REMOTE: com a chave nesta posição, a escolha entre os modos pode ser feita

através do computador conectado ao CLP. Através do software é possível alternar

entre PROG e RUN.

VARREDURA (“SCAN”)

Podemos dizer que o CLP funciona da seguinte maneira:

1. O processador lê os sinais de entrada e guarda num local separado na memória

(tabela imagem das entradas);

2. O processador busca(“fetch”) e interpreta as instruções programadas, interrogando

os sinais de entrada que foram guardados na memória, e armazenando os

resultados na memória (tabela imagem das saídas);

3. O processador atualiza as saída de acordo com o resultado das instruções

executadas.

Esse ciclo se repete indefinidamente, enquanto o CLP estiver em modo RUN. O

tempo de duração de cada ciclo depende do tamanho do programa, velocidade do

processador, etc. Alguns CLP’s permitem determinar um tempo fixo para os ciclos de

varredura.

Page 10: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 12

Lógica

SINAL DIGITAL

O sinal digital é representado por 0 (desligado ou desacionado) e 1 (ligado ou

acionado). Por possuir somente dois estados, é chamado também de sinal binário.

No caso de contatos elétricos, temos:

Contato NA

Acionamento = 0 (não tem) Acionamento = 1 (tem)

Resultado: Aberto Resultado: Fechado

Contato NF

Acionamento = 0 (não tem) Acionamento = 1 (tem)

Resultado: Fechado Resultado: Aberto

OPERAÇÕES LÓGICAS BÁSICAS

As operações lógicas foram estabelecidas pela álgebra de Boole para

relacionar número binários (ou sinais digitais). As operações citadas são básicas, pois

são a base de todo o processamento digital, incluindo os microcomputadores atuais.

Norma

Denominação

Tabela Verdade

DIN 40700

Lógico

Antiga / Moderna

DIN 24300/ISO 1219

Pneumático

DIN 40713

Elétrico

Identidade ( SIM )

X A

0 0

1 1

A = X

X

A A

A X

+

A

Aberto

X X

Page 11: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 13

Negação ( NÃO )

X A

0 1

1 0

A = X

OU ( OR )

X Y A

0 0 0

1 0 1

0 1 1

1 1 1

A = X Y

E ( AND )

X Y A

0 0 0

1 0 0

0 1 0

1 1 1

A = X Y

Programação

As linguagens de programação seguem a norma IEC 61131-3 que determina

cinco tipos diferentes de linguagens: Diagrama de Contatos (Ladder), Lista de

Instruções (IL - Instruction List), Diagrama de Bloco Funcionais (FDB - Function

Diagram Block), Texto Estruturado (ST – Structured Text) e Diagrama Funcional

Seqüencial ou Grafcet (SFC - Sequencial Function Chart) .

Dentre elas, devido ao contexto histórico, sem dúvida, a mais usada é o

diagrama Ladder cuja simbologia básica é mostrada abaixo. Por isso, durante esse

curso, será a linguagem que iremos trabalhar.

Y

Y

X A A

+

Fechado

X

X

X

A

A

A

Y

A

X

X

Y

A

Y

X

Y

A X

Y

A

X

+ +

A

A

X

X

+

Page 12: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 14

ENTRADAS SAÍDAS

A tabela a seguir mostra algumas funções básicas do CLP, comparando as linguagens

de programação: Ladder, Lista de Instruções (STL) e Bloco Funcionais (FCH).

Linguagens de programação

Símbolos e códigos básicos

LADDER STL FCH Comentários

IF

VERIFICA 1

Significa que se o sinal de entrada

do CLP for 1 a condição está

satisfeita

IF NOT

VERIFICA 0

Significa que se o sinal de entrada

do CLP for 0 a condição está

satisfeita

AND

FUNÇÃO E

A condição está satisfeita

somente com as duas entradas

em 1

AND N

FUNÇÃO INIBIÇÃO

A condição está satisfeita quando

uma entrada é 1 e a outra é 0

OR

FUNÇÃO OU

A condição está satisfeita quando

uma das entradas ou mais for 1

OR N

FUNÇÃO IMPLICAÇÃO

A condição está satisfeita quando

uma das entradas for 1 ou a outra

for 0 conforme especificação

SET

RESET

SAÍDA

Parte executiva , é executada

quando a parte condicional,

entradas está satisfeita

( )

( ) S

Page 13: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 15

Exemplo:

Dado uma máquina com seu diagrama pneumático e comando elétrico, deseja-

se substituir o comando a relé por um CLP. Elaborar os diagramas e programa em

linguagem Ladder.

Solução

Substituição do Comando Elétrico por CLP: o primeiro passo é definir quais são

os elementos que serão ligados à entrada do CLP (sinais) e os elementos que serão

ligados à saída CLP (comandos).

.

Y2 Y1

S1

Y1

S2

Y2

Controlador S1

S2

Y1

Y2

ENTRADA SAÍDA

Page 14: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 16

O segundo passo é desenhar o diagrama elétrico de ligação do CLP.

O terceiro passo é escrever a tabela de alocação (“allocation list”) que servirá

como auxiliar para a programação. Nela definimos quais operandos serão usados

(entradas e saídas) e damos um apelido (“alias”), chamado de operando simbólico,

para facilitar a identificação da entrada/saída no programa. Também pode ser

acrescentado um comentário a respeito desse operando para facilitar o entendimento.

Operando

Absoluto

Operando

Simbólico

Comentário

O0.0 Y1 Avança Cilindro

O0.1 Y2 Recua Cilindro

I0.0 S1 Botão 1 – Avança

I0.3 S2 Botão 2 – Recua

E, finalmente, precisamos escrever o programa. No caso de utilizar a linguagem

Ladder é bem simples a transposição do comando elétrico para o programa no CLP.

Controlador

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7

O0.0 O0.1 O0.2 O0.3 O0.4 O0.5 O0.6 O0.7

Entradas Inputs

Saídas Outputs

S1

Y1

S2

Y2

Page 15: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 17

Exercício

Dado o diagrama pneumático as seguir, desenhar o esquema elétrico do CLP e

a lista de alocação. Em seguida, desenvolver e testar os programas para realizar as

seqüências abaixo.

1. B+ B-

2. B+ (3s) B-

3. (B+ B-) 4x

4. A+ A-

5. A+ B+ A- B-

6. A+ B+ B- A-

S1

Y1

S2

Y2

S1 Y1

S2 Y2

.

Y1

B2 B1

Y3 Y2

B4 B3 A B

Page 16: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 18

Solução

Page 17: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 19

Método Passo-a-Passo

O método passo-a-passo é também conhecido por método de maximização de

contatos. Como o nome diz, são utilizados muito contatos e um relé por passo. Este

método possui a vantagem de ser simples de construir mas com a desvantagem de ser

necessário muitos contatos e relés. No caso do comando elétrico, seria muito

trabalhoso e caro, mas no caso do CLP esse fator fica bastante atenuado, pois não há

limite para número de contatos, apenas a capacidade da memória, e existem inúmeros

relés (ou “flags” ou, ainda, bits de memória).

Regras:

1. Definir quantos atuadores serão utilizados (lineares e rotativos);

2. Nomear os atuadores de acordo com a ordem de movimento (A,B,C,...);

3. Estabelecer a seqüência de trabalho (A+B+A-B-....);

4. Desenhar o circuito pneumático (a escolha do tipo de acionamento da válvula

direcional –simples ou duplo solenóide – deve obedecer a dois critérios básicos: o

primeiro é a segurança e o segundo, a economia de energia;

5. Dividir a seqüência de trabalho em grupos (cada movimento é um grupo);

6. Utilizar um relé interno (bit de memória ou flag) para cada grupo. Cada relé é

acionado por contatos de liga, habilita, desabilita e selo. O contato da habilitação é

sempre do relé anterior e o contato de desabilitação é do relé posterior. O selo

deve ser ligado entre o contato de habilitação e desabilitação (ver desenho abaixo).

7. Em série com o selo do último relé é necessário a presença de um contato de

REARME que será utilizado sempre que o circuito for energizado para inicializar o

sistema. O contato de REARME deve ser um bit de sistema do CLP que é ligado

durante a primeira varredura (ao energizar o CLP ou passar para modo RUN) e fica

desligado a partir da segunda varredura. (CLP FESTO: FI; CLP Matsushita: R9013)

Page 18: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 20

Exemplo

A + B + A - B -

HABILITAÇÃO

Relé anterior

DESABILITAÇÃO

Relé posterior Relé

LIGA

Sinal

SELO

Contato Relé

.

Y1

B2 B1

Y3 Y2

B4 B3 A B

A+ A- B+ B- S1 B2

Y1 Y2 Y1 Y3 Y2

B4 B1 B3

K1 K2 K3 K4

Y3

Page 19: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 21

Operando

Absoluto

Operando

Simbólico

Comentário

O0.0 Y1 Avança/Recua Cilindro A

O0.1 Y2 Avança Cilindro B

O0.2 Y3 Recua Cilindro B

I0.0 S1 Botão de Partida

I0.1 B1 Sensor Cilindro A Recuado

I0.2 B2 Sensor Cilindro A Avançado

I0.3 B3 Sensor Cilindro B Recuado

I0.4 B4 Sensor Cilindro B Avançado

F0.0 K1 Rele Auxiliar 1

F0.1 K2 Rele Auxiliar 2

F0.2 K3 Rele Auxiliar 3

F0.3 K4 Rele Auxiliar 4

F0.4 K5 Rele Auxiliar 5

FI Flag de Inicialização

Controlador

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7

O0.0 O0.1 O0.2 O0.3 O0.4 O0.5 O0.6 O0.7

S1

Y1 Y2 Y3

B1 B2 B3 B4

Page 20: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 22

S

S1 B3 K4 K2 K1

K1

B2 K1 K3 K2

K2

B4 K2 K4 K3

K3

B1 K3 K5 K4

K4

Rearme

K1 Y1

S

K2 Y2

R

Y3

R

K3 Y1

S

K4 Y3

R

Y2

Page 21: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 23

Exercício

Usando o diagrama pneumático e lista de alocação anterior, usar o método passo-

a-passo para elaborar os programas para as seguintes sequencias de movimentos:

1. A+ B+ B- A-

2. A+ B+ (2s) B- A-

3. [ A+ B+ (2s) B- A- ] 3x

Solução

Page 22: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 24

Page 23: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 25

Método Cadeia Estacionária

O método cadeia estacionária utiliza um relé por passo como no método passo-

a-passo, com a diferença de que, ao invés de cada relé ficar acionado somente em um

passo, os relés, a cada passo, acionam e permanecem acionados até que, no final, um

relé de reset faz o desligamento de todos eles. A vantagem deste método para o

anterior é não necessidade do contato de rearme e o uso de menos contatos por linha.

Regras:

1. Definir quantos atuadores serão utilizados (lineares e rotativos);

2. Nomear os atuadores de acordo com a ordem de movimento (A,B,C,...);

3. Estabelecer a seqüência de trabalho (A+B+A-B-....);

4. Desenhar o circuito pneumático/hidráulico;

5. Dividir a seqüência de trabalho em grupos (cada movimento é um grupo);

6. Número de relés é igual ao número de movimentos (ou grupos) mais um;

7. Parte de Comando: desenhar todos os relés, da seguinte forma: o primeiro relé

deve ter os contatos de liga, desliga e selo (o contato de desliga é do último relé);

os demais relés terão os contatos de liga, habilita e selo (o contato de habilitação é

sempre do relé anterior). Obs: o último relé não precisa de selo;

8. Parte de Acionamento: desenhar as saídas de cada solenóide, uma em cada linha,

com um contato para ligar e um contato para desligar. Obs: o último não precisa do

contato para desligar;

9. Nomear todos os relés, solenóides, contatos de selo, de habilitação e desliga;

10. Seguir a seqüência de trabalho para nomear os demais contatos.

Page 24: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 26

Parte de Comando

1º Relé:

Demais relés:

Parte de Acionamento

Exemplo

A + B + A - B -

Considerando o mesmo diagrama pneumático e esquema elétrico usado para o

método passo-a-passo, temos:

DESLIGA

Último relé (reset) Relé

LIGA

Sinal

SELO

Contato Relé

HABILITA

Relé Anterior Relé

LIGA

Sinal

SELO

Contato Relé

DESLIGA

Relé

SAÍDA

Solenóide

LIGA

Relé

Page 25: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 27

A+ A- B+ B- S1 B2

Y1 Y2 Y1 Y3 Y2

B4 B1 B3

K1 K2 K3 K4

Y2

R Y3

K0

K2

K1

S

S1 K0 K1

B2 K1 K2

B4 K2 K3

K3

B1 K3 K4

K4

K1 Y1

K2 Y2

K4 Y3

B3 K4 K0

K3

K3

K0

Page 26: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 28

Exercício

Usando o diagrama pneumático e lista de alocação anterior, usar o método cadeia

estacionária para elaborar os programas para as seguintes sequencias de movimentos:

4. A+ B+ B- A-

5. A+ B+ (2s) B- A-

6. [ A+ B+ (2s) B- A- ] 3x

Solução

Page 27: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 29

Condições Marginais

Os métodos para elaboração de programas em linguagem Ladder, como os que

vimos até o momento, contemplam apenas a parte seqüencial das funcionalidades.

Mas existem diversas funções ou situações na máquina/equipamento que podem

ocorrer a qualquer instante, independente do passo da seqüência que está sendo

executado. Por essas condições não dependerem do passo e da seqüência de

movimentos, elas são denominadas condições marginais. Existem inúmeras condições

possíveis, dependendo da máquina, do equipamento e do processo. Vamos abordar

apenas algumas delas, dentre as mais utilizadas. Nos exemplos que veremos a seguir

foi utilizado o método cadeia estacionária para a parte seqüencial; caso seja usado

outro método, se tornam necessárias algumas adaptações.

Vamos considerar o seguinte diagrama pneumático:

.

Y1

B2 B1

Y3 Y2

B4 B3 A B

Page 28: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 30

Consideremos o seguinte diagrama elétrico para as ligações no CLP e a

respectiva tabela de alocação:

Controlador

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7

O0.0 O0.1 O0.2 O0.3 O0.4 O0.5 O0.6 O0.7

Y1 Y2 Y3

B1 B2 B3 B4

Controlador

I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7

O1.0 O1.1 O1.2 O1.3 O1.4 O1.5 O1.6 O1.7

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8

H1 H2 H3

13

14

H4

Page 29: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 31

Operando

Absoluto

Operando

Simbólico

Comentário

O0.0 Y1 Avança/Recua Cilindro A

O0.1 Y2 Avança Cilindro B

O0.2 Y3 Recua Cilindro B

O1.0 H1 Lâmpada do Botão de Partida

O1.1 H2 Lâmpada Modo Ciclo Contínuo

O1.2 H3 Lâmpada Modo Passo-a-Passo

O1.3 H4 Lâmpada Modo Manual

I0.0 B1 Sensor Cilindro A Recuado

I0.1 B2 Sensor Cilindro A Avançado

I0.2 B3 Sensor Cilindro B Recuado

I0.3 B4 Sensor Cilindro B Avançado

I1.0 S1 Botão de Partida

I1.1 S2 Seleção Ciclo Único / Ciclo Contínuo

I1.2 S3 Botão de Emergência

I1.3 S4 Botão de Reset da Emergência

I1.4 S5 Seleção Modo Passo-a-Passo

I1.5 S6 Botão de Parada

I1.6 S7 Seleção Modo Manual

I1.7 S8 Liga Y1 – Modo Manual

I2.0 S9 Liga Y2 – Modo Manual

I2.1 S10 Liga Y3 – Modo Manual

F0.0 K0 Relé Auxiliar 0 – Reset Cadeia Estacionária

F0.1 K1 Relé Auxiliar 1

F0.2 K2 Relé Auxiliar 2

F0.3 K3 Relé Auxiliar 3

F0.4 K4 Relé Auxiliar 4

F1.0 PI Relé Posição Inicial

F1.1 U_C Relé Seleção Ciclo Único / Continuo

F1.2 EM Relé Emergência

F1.3 REM Relé Reset de Emergência

F1.4 RR Relé Reset do Reset de Emergência

F1.5 KP1 Relé Passo-a-Passo 1

F1.6 KP2 Relé Passo-a-Passo 2

F1.7 KP3 Relé Passo-a-Passo 3 / Parada

Page 30: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 32

Condição 1 – Posição Inicial

A condição de posição inicial serve para certificar que a máquina só entrará em

operação/ciclo se todos os atuadores estiverem em sua posição inicial. Caso contrário,

os mesmos deverão ser colocados em sua respectiva posição usando o modo manual

(que veremos mais adiante).

Caso a máquina não esteja em posição inicial, a lâmpada H1 fica apagada.

Quando a máquina estiver em posição, a lâmpada H1 fica piscando, avisando ao

operador que ele já pode acionar o botão de partida. Após acionar o botão de partida,

enquanto a máquina estiver em ciclo, a lâmpada também deverá ficar apagada.

K2

K1

S

S1 K0 K1

B2 K1 K2

B4 K2 K3

K3

B1 K3 K4

K4

K1 Y1

B3 K4 K0

K3

PI

Page 31: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 33

Condição 2 – Modo Ciclo Contínuo

Através da chave S2 é feita a seleção entre ciclo único e ciclo contínuo. Caso a

chave esteja desligada, quando o operador acionar o botão de partida (S1), a máquina

faz um ciclo e pára (ciclo único). Se a chave estiver ligada, a máquina está em modo

ciclo contínuo (indicado pela lâmpada H2), mas só inicia quando o operador acionar o

botão de partida (S1). Nesse modo, a máquina, ao terminar o ciclo, reinicia

automaticamente. A parada acontece quando a chave S2 é desligada passando para o

modo ciclo único. Assim, ao finalizar o ciclo, a máquina pára, aguardando o botão de

partida.

K2 Y2

K4 Y3

K3

K0

B1 PI

PI PISCA_H1

B3

K1

K1

U_C

K2

S1 K0 K1

B2 K1 K2

Page 32: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 34

Exercício

Utilizar as duas condições marginais: posição inicial e ciclo contínuo no mesmo

programa.

U_C

S

B4 K2 K3

K3

B1 K3 K4

K4

K1 Y1

K2 Y2

K4 Y3

B3 K4 K0

K3

K3

K0

S2 U_C S1

S2 H2

Page 33: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 35

Condição 3 – Emergência

A condição de emergência é um item de segurança básico de qualquer

máquina. Ao acionar o botão de emergência, supõe-se que existe uma condição de

risco para o equipamento e/ou para a pessoa que está trabalhando na máquina. Essa

situação necessita de uma análise prévia do processo e da máquina para que, ao

acionar a emergência, a máquina permaneça em uma posição segura, evitando

qualquer tipo de acidente. Não existe uma regra geral se, por exemplo, os atuadores

devem retornar para a posição inicial ou devem ficar parados onde se encontram;

depende da máquina e processo. Mas, no projeto, considera-se que, na falta de

energia, a máquina deve permanecer em posição segura. Ou seja, mecanicamente, o

dispositivo deve ser capaz de manter-se em posição segura.

Quando usamos um CLP, sabemos que podem ocorrer falhas em detalhes da

programação (como situações não previstas no programa) ou falta de energia elétrica.

Portanto, ao acionar a emergência, quem é responsável por manter a máquina na

posição segura é o sistema mecânico. O CLP apenas recebe um aviso de que a

emergência foi acionada para tratar a situação no programa.

Abaixo, seguem o diagrama elétrico da ligação no CLP e o programa com a

condição de emergência. Algumas observações devem ser feitas. O botão de

emergência (S3) tem a função de desligar a energia das válvulas a fim de que o

dispositivo mecanicamente permaneça em uma posição segura, além de avisar ao

CLP. É utilizado o contato NF do botão por questão de segurança. Ou seja, caso ocorra

alguma falha no botão ou em sua conexão (como p.ex. um fio com mau-contato ou que

escapou do borne) ela será detectada. O botão de reset da emergência (S4) é utilizado

para fazer a máquina voltar à condição de operação após o acionamento da

emergência, retornando os atuadores para a posição inicial.

Page 34: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 36

Controlador

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7

O0.0 O0.1 O0.2 O0.3 O0.4 O0.5 O0.6 O0.7

Y1 Y2 Y3

B1 B2 B3 B4

S3

K2

K1

S1 K0 K1

B2 K1 K2

B4 K2 K3

K3

B1 K3 K4

K4

PI EM

Page 35: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 37

REM

EM

S K1 Y1

K2 Y2

K4 Y3

B3 K4 K0

K3

K3

K0

REM

S3 REM EM

EM RR REM S3 S4

S S1 PI S3

S REM RR PI

Page 36: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 38

Condição 4 – Modo Passo-a-Passo

Através da chave S5 selecionamos o modo passo-a-passo que também é

chamado modo semi-automático. Sempre que S5 estiver ligado, quando acionamos o

botão de partida (S1), a máquina executa um passo do ciclo. Ao terminar o ciclo, a

lâmpada do botão de partida (H1) acende, indicando que o botão de partida deve ser

acionado novamente para a máquina executar o próximo passo.

Quando desligamos a chave S5, a máquina sai do modo passo-a-passo e volta

a executar o ciclo normalmente.

S

K2

K1

S1 K0 K1

B2 K1 K2

B4 K2 K3

K3

B1 K3 K4

K4

KP1 S1

S1 KP2 KP1

S5 J1 KP2

Page 37: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 39

Exercício

Alterar o programa para que a lâmpada do botão de partida (H1) funcione. Ou

seja, a cada final de passo a lâmpada acende, indicando ao operador que ele deve

acionar novamente o botão de partida para a máquina executar o próximo passo.

Quando o passo estiver sendo executado a lâmpada deve permanecer apagada.

Condição 5 – Parada

A condição de parada é utilizada para interromper a execução do ciclo em um

determinado passo, por algum motivo. Após a parada, o ciclo continua normalmente.

Existe uma diferença entre a condição de emergência e de parada, que deve ser

observada atentamente para não ser confundida. Durante a execução do ciclo de

operação da máquina, ao acionar o botão S6, a máquina termina de executar o passo

atual e pára o ciclo. Para que a máquina continue a executar o ciclo de trabalho basta

acionar o botão de partida novamente.

L R

S K1 Y1

K2 Y2

K4 Y3

B3 K4 K0

K3

K3

K0

J1 KP1 KP2

S5 H3

Page 38: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 40

S1

S

KP1 S1

S1 KP2 KP1

S5 J1 KP2

R

KP3

S

KP3 S6

KP3

K2

K1

S1 K0 K1

B2 K1 K2

B4 K2 K3

K3

B1 K3 K4

K4

B3 K4 K0

Page 39: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 41

Condição 6 – Modo Manual

O modo manual é usado para operar cada atuador individualmente. Quando a

chave S7 é ligada, a lâmpada H3 acende, a máquina pára a execução do ciclo no final

do passo atual e permite ao operador acionar cada solenóide individualmente para

comandar os atuadores. S8 é o botão usado para acionar o solenóide Y1; S9 é usado

para Y2; e S10 é usado para Y3. Ao desligar a chave S7, a máquina aguarda o botão

de partida e volta a funcionar a partir do primeiro passo do ciclo de operação.

L R

S K1 Y1

K2 Y2

K4 Y3

K3

K3

K0

J1 KP1 KP2

K2

K1

S1 K0 K1

B2 K1 K2

B4 K2 K3

K3

Page 40: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 42

Exercício

Unir as condições de emergência e modo manual, da seguinte forma: ao

acionar o botão de emergência, os atuadores são desligados e a máquina fica em

posição segura. Somente após desacionar o botão de emergência, é permitido ao

operador entrar em modo manual. Dessa forma ele pode manusear a máquina de

modo a posicionar os atuadores conforme a necessidade, como no caso de ter

ocorrido algum acidente com a máquina. Ao acionar o botão de reset de emergência, a

máquina volta para a posição inicial e permite reiniciar o ciclo de trabalho.

S

B1 K3 K4

K4

K1 Y1

K2 Y2

K4 Y3

B3 K4 K0

K3

K3

K0

S7 S8 K1

S7 S9 K1

S7 S10 K1

S7 H3

Page 41: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 43

Step-Ladder

O método Step-Ladder, ou também chamado Seqüênciador, consiste em usar

um registrador para armazenar o número do passo que está sendo executado. Para

saber qual o passo que deve ser executado é usado um bloco de comparação. Se o

passo foi executado, o valor é alterado para mudar de passo. Esse método simplifica

bastante a lógica do programa, quando bem empregado, e caso o CLP possua os

recursos disponíveis.

Vamos considerar o mesmo diagrama pneumático e elétrico utilizado nos

métodos passo-a-passo e cadeia estacionária. Apenas vamos alterar a tabela de

alocação conforme segue.

Operando

Absoluto

Operando

Simbólico

Comentário

O0.0 Y1 Avança/Recua Cilindro A

O0.1 Y2 Avança Cilindro B

O0.2 Y3 Recua Cilindro B

I0.0 S1 Botão de Partida

I0.1 B1 Sensor Cilindro A Recuado

I0.2 B2 Sensor Cilindro A Avançado

I0.3 B3 Sensor Cilindro B Recuado

I0.4 B4 Sensor Cilindro B Avançado

PASSO R0 Registrador de Passo (Step)

FI Flag de Inicialização

Para escrever a seqüência de trabalho deve-se observar que no método Step-

Lader sempre são usadas saídas do tipo retentivas Set/Reset.

Page 42: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 44

INC

R0

INC

S

R0 V0 =

R0 S1 Y1

FI CFM0

Module

Call

INC

S

R0 V1 =

R0 B2 Y2

R

R

Y2 V2 =

Y1 R0 B4

INC

S

R0 V3 =

R0 B1 Y3

R

V4 =

R0 B3 Y3

V0

TO

R0

A+ A- B+ B- S1 B2

Y1 Y2 Y1 Y3

B4 B1 B3

0 1 2 3

Y2

R Y3

4

Page 43: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 45

O bloco CFM é uma chamada de função (Call Funcion Module). A função

referida é a de número 0, que já vem no CLP e, quando executada, zera todos os

operandos internos (flags, registradores, temporizadores e contadores).

A primeira linha contém o FI (Flag de Inicialização) e o CFM0 para garantir que,

ao ser energizado o CLP ou passado do modo PROG para RUN, o registrador de

passo sempre zere, para que o programa inicie no passo 0.

No final existe um bloco que transfere um valor para o registrador a fim de

reiniciar o ciclo, voltando para o passo 0. Esse bloco poderia ser usado, por exemplo,

em situações de bifurcação de programa, carregando um valor para ir a um trecho de

programa e outro valor para saltar para outro trecho de programa. Também pode ser

usado para tratar condições marginais, saltando o programa seqüencial.

Exercício

Usar o método Step-Ladder na programação do CLP para executar a seguinte

seqüência: A+ B+ B- A-

Refazer todas as condições marginais fazendo as modificações necessárias

para serem usadas com o método Step-Ladder.

- Posição Inicial;

- Modo Ciclo Contínuo;

- Emergência;

- Modo Passo-a-Passo;

- Parada;

- Modo Manual

Page 44: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 46

Page 45: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 47

Modo Semi-Automático usando DF e MCR

Esse capítulo tem por fim mostrar dois dos recursos disponíveis em alguns

CLPs, o DF (“Differencial Edge” – Borda Diferencial) e o MCR (“Master Control Relay”

– Relé Mestre) aplicados à condição marginal de modo semi-automático ou modo

passo-a-passo.

A instrução DF é também conhecida como borda diferencial. Existem dois tipos

de borda: borda de subida (DF) e borda de descida (/DF). Quando uma instrução DF é

inserida no meio de uma linha do programa, sempre que todos os contatos anteriores

ao DF são acionados, o que vem após o DF é acionado somente durante uma

varredura e depois fica desligado, mesmo que todos os contatos antes do DF

permaneçam ligados. Devido a este efeito, essa instrução é chamada de borda de

subida, ou seja, ele detecta, acionando somente uma varredura, toda vez que ocorre a

passagem de desligado para ligado.

A instrução /DF tem a mesma função mas, ao invés de detectar a passagem de

desligado para ligado, aciona quando ocorre o inverso, a passagem de ligado para

desligado. Por esse motivo é chamado de borda de descida.

A instrução MCR é o conhecido relé mestre. Ele serve para habilitar ou

desabilitar uma parte do programa. Ou seja, sempre que esse relé estiver ligado, todo

a parte de programa que estiver entre MCR e MCRE é lido durante a varredura do

CLP. Se o relé mestre estiver desligado, então esse trecho do programa é saltado e

não é lido ou executado durante a varredura.

Vamos utilizar o relé mestre MCR para substituir a função JUMP usada

anteriormente no modo passo-a-passo e a instrução DF para facilitar a construção da

lógica desta condição marginal. Lembrando que, através da chave S2 selecionamos o

modo semi-automático ou passo-a-passo. Sempre que S2 estiver ligado, quando

acionamos o botão de partida (S1), a máquina executa um passo do ciclo. Quando

desligamos a chave S2, a máquina sai do modo passo-a-passo e volta a executar o

ciclo normalmente.

Page 46: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 48

Consideremos os seguintes diagramas pneumático e elétrico, e tabela de

alocação:

.

Y1

B2 B1

Y3 Y2

B4 B3 A B

Controlador

X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7

Y1 Y2 Y3

B1 B2 B3 B4

C

C

Page 47: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 49

Operando

Absoluto

Operando

Simbólico

Comentário

Y0 Y1 Avança/Recua Cilindro A

Y1 Y2 Avança Cilindro B

Y2 Y3 Recua Cilindro B

Y30 H1 Lâmpada Modo Passo-a-Passo

X0 B1 Sensor Cilindro A Recuado

X1 B2 Sensor Cilindro A Avançado

X2 B3 Sensor Cilindro B Recuado

X3 B4 Sensor Cilindro B Avançado

X30 S1 Botão de Partida

R0 K0 Rele Auxiliar 0 (reset)

R1 K1 Rele Auxiliar 1

R2 K2 Rele Auxiliar 2

R3 K3 Rele Auxiliar 3

R4 K4 Rele Auxiliar 4

R11 KP2 Rele Auxiliar Passo-a-Passo

S1 S2

H1

Controlador

X30 X31 X32 X33 X34 X35 X36 X37

Y30 Y31 Y32 Y33 Y34 Y35 Y36 Y37 C

C

Page 48: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 50

S5

DF

S1 K1

B2 K1 K2

B4 K2 K3

B1 K3 K4

S1 KP2

KP2

MC0

S5

S K1 Y1

K2 Y2

K4 Y3

B3 K4 K1

K3

K3

MCE0

S

S

S

S

R

K2

R

K3

R

K4

R

Page 49: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 51

Método Drum

O Método Drum é também encontrado como um recurso disponível um alguns

CLPs e, em outros, é até considerado uma linguagem de programação. O nome Drum,

quer dizer tambor e tem esse nome por usar o mesmo princípio dos tambores com

cames de acionamento, que ficam girando, e cada came é colocado numa posição

para acionar algum dispositivo após certo tempo de giro. Além de ser usado na

indústria, na época dos dispositivos mecânicos automáticos, também foi usado em

pianolas automáticas e em caixinhas de música.

Para construir o Drum no CLP iremos utilizar uma função bastante comum em

todos os CLPs: o Shift-Register (SR) ou Registrador de Deslocamento. A instrução SR

executa um deslocamento dos bits de uma word ou de um byte. Esse deslocamento

pode ser para a direita ou para a esquerda.

Por exemplo: usando a word WR0, que compreende os bits de R0 até R15,

temos:

O valor de WR0 no sistema hexadecimal é: 5959 H

Ao aplicarmos a função de deslocamento, por exemplo, para a esquerda, os

bits são todos deslocados de uma posição à esquerda. Com essa operação, um dos

bits é “jogado fora”, no caso, o R15, e um dos bits fica vazio, no caso o R0. Cada CLP

tem um modo de tratar essas dois problemas. Em geral, o bit “jogado fora” é

armazenado no “Carry Bit” do processador do CLP (para mais detalhes ver

microprocessadores e microcontroladores), ou então simplesmente descartado. O caso

do primeiro bit vazio, pode ser preenchido com 0 ou com 1, previamente determinado

pelo CLP ou a própria instrução fornece um campo para modificação ou, então, uma

entrada que se estiver acionada coloca 1 no bit e, se estiver desacionada coloca 0.

Supondo que se coloque 1 no bit vazio e o último bit seja descartado, temos:

0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1

R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15

Page 50: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 52

O novo valor de WR0 no sistema hexadecimal é: B2B3 H

Método Drum (Seqüênciador de Tempo)

Para o método Drum como seqüênciador de tempo vamos utilizar os mesmos

diagramas pneumático e elétrico do capítulo anterior, com a seguinte tabela de

alocação:

Operando

Absoluto

Operando

Simbólico

Comentário

Y0 Y1 Avança/Recua Cilindro A

Y1 Y2 Avança Cilindro B

Y2 Y3 Recua Cilindro B

X30 S1 Botão de Partida

R1 K1 Rele Auxiliar 1

R2 K2 Rele Auxiliar 2

R3 K3 Rele Auxiliar 3

R4 K4 Rele Auxiliar 4

R5 K5 Rele Auxiliar 5

Neste método, determinamos um tempo entre cada passo, por exemplo 1s e

um relé auxiliar para cada passo, começando por R1. Dessa forma, a cada 1s, é feito

um deslocamento em WR0 sempre inserindo 1 no bit vago. Assim, os relés vão sendo

acionados em seqüência, a cada 1s, e mantendo-se acionados até que o botão de

partida seja acionado novamente, zerando WR0 e consequentemente desligando

todos o relés auxiliares.

Seqüência de trabalho:

0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1

R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15

A+ A- B+ B- S1 1s

Y1 Y2 Y1 Y3

1s 1s 1s

R1 R2 R3 R4

Y2

R Y3

R5

Page 51: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 53

O bloco do Shift-Register possui três entradas: a de cima define se o bit vago

no deslocamento será 0 (entrada desacionada) ou 1 (entrada acionada), por isso foi

usado um contato de R9010 que permanece sempre ligado (“Always On”). A entrada

do meio habilita o deslocamento dos bits, ou seja, a cada varredura do CLP, se essa

entrada estiver acionada é realizado uma operação de deslocamento à esquerda.

Como o deslocamento deve ser feita por tempo, colocamos um contato de R901C que

liga e desliga a cada 1s, permanecendo 0,5s ligado e 0,5 desligado e, para evitar que,

não ocorra múltiplos deslocamentos enquanto esse contato está ligado, mas apenas

um deslocamente, foi colocado uma instrução DF. A entrada de baixo é o reset.

Quando essa entrada está ligada, o Shift-Register zera a word (no caso, WR0) e não

executa deslocamento.

Método Drum (Seqüênciador de Passos)

Para o método Drum como seqüênciador de passos vamos utilizar os mesmos

diagramas pneumático, elétrico e tabela de alocação. Porém agora, ao invés de

utilizarmos o tempo para fazer a troca de passo, usaremos os sinais de fim-de-curso

dos atuadores. Dessa forma, teremos a seguinte seqüência de trabalho:

S1

R901C

R9010 SRWR0

DF

R1 Y1 R3

R2 Y2 R3

R4 Y3 R5

Page 52: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 54

A+ A- B+ B- S1 B2

Y1 Y2 Y1 Y3 Y2

B4 B1 B3

R1 R2 R3 R4

Y2

R Y3

R5

R5

B3

B1

B4

B2

S1

R9010 SRWR0

DF

R1 Y1 R3

R2 Y2 R3

R4 Y3 R5

DF

DF

DF

DF

Page 53: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 55

Apêndice A – CLP Festo

Hardware

O FPC101 (Festo Programming Control) é um controlador compacto, adequado

para pequenas instalações de produção e processos. Pode ser utilizado apenas com

sinais digitais no modelo FPC101B ou com digitais e/ou analógicos no modelo

FPC101AF.

Principais características técnicas:

• Tensão de alimentação: 24Vcc (16Vcc a 30Vcc)

• Corrente de consumo: 160mA

• Tempo de ciclo (Varredura): 4ms/Kbyte

• Capacidade de memória: 12KB

• Interface de comunicação: RS232C

Entradas

• 21 entradas digitais (FPC101B/AF)

• corrente 6mA

• tensão 24Vcc

• nível lógico: 0 = 0 a 5V; 1 = 11 a 30V

• 8 entradas analógicas (apenas FPC101AF)

• 4 entradas de tensão: -10Vcc a +10Vcc

• 4 entradas de corrente: 0 a 20mA

Saídas

• 14 saídas digitais a transistor (FPC101B/AF)

• queda de tensão máxima 2 Vcc

• corrente máxima por saída: 300mA

• corrente máxima para todas as saídas: 2,5A

• 2 saídas analógicas (apenas FPC101AF)

• saídas de tensão: -10Vcc a +10Vcc

Page 54: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 56

Software

A maioria dos CLPs pode ser programado por computador. O FPC101 pode ser

programado através do software FST100, utilizando uma das seguintes linguagens

disponíveis:

• Matrix

• Ladder

• Statement List

• Function Chart

Características:

• Processamento digital de sinais

• Controle de sinais analógicos

• Comandos lógicos

• Comandos sequenciais

• Temporizadores

• Contadores

• Registradores

• Multitarefas

• Módulos de função

• Depuração de programas On-Line

Operandos (absolutos):

• Entradas I0.0,...,I2.5

• Saídas O0.0,...,O1.5

• Palavra de entradas IW0, IW1 e IW2

• Flags F0.0,..., F15.15

• Temporizadores T0,...,T31

• Contadores C0,...,C15

• Registradores R0,...,R63

Operandos (simbólicos):

São nomes ou apelidos (“alias”) atribuídos para cada operando absoluto. Pode ter

até 9 caracteres alfanuméricos, onde o primeiro caracter deve ser uma letra. Não pode

ser uma palavra reservada do sistema, ou seja, não pode ser o nome de um operando

absoluto, nem de uma instrução.

Page 55: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 57

Utilização do FST100

O FST100 é um software desenvolvido para sistema operacional DOS. Suas

funcionalidades são acessíveis através da teclas de função F1 a F9. Sendo que a tecla

F9 é sempre utilizada para abrir a tela de Ajuda (Help). As funções de cada tecla são

mostradas na parte inferior da tela, correspondendo às teclas F1 a F8. A tecla F8

sempre é utilizada para sair de uma tela e voltar para a tela anterior, com a opção de

salvar (“Save and Quit”) ou não (“Abort”) as modificações.

Instalação

Instalar o FST100, executando o arquivo FSTINS.EXE do primeiro disquete.

Caso esteja esteja usando Windows XP ou NT se torna necessário copiar o arquivo

COMMAND.COM ou CMD.COM para o diretório onde será instalado o programa (dir.

padrão: C:\FST). Caso esteja usando um Firewall ou antivírus pode ser necessário

desativá-los temporariamente.

Para entrar no programa, é necessário executar o arquivo FST100.EXE. Pode-

se usar a função “Executar” do Windows e digitar C:\FST\FST100.

Configuração

No menu Utilities, item Configuration pode-se fazer as configurações. Na opção

“PC” (F3), deve-se definir o diretório onde ficarão os programas (“Project directory

path”), o padrão é C:\FESTO. Para deixar a tela colorida, usar opção “C” em “Monitor

type” e opção “V”, para VGA, em “Video Controller”. Para usar o mouse, mudar a

opção para “M” em “Mouse type”.

Na opção FPC (F5), deve-se definir a interface de comunicação com o CLP em

“FPC100 interface”, inserindo a porta de comunicação e a velocidade de comunicação

em baud rate (padrão: COM1/9600).

Para que as configurações tenham efeito, é preciso sair do programa

Criação de Projeto

Um projeto consiste em um ou mais programas e versões, e a tabela de

alocação (“allocation list”). Para criar um projeto, na tela principal escolher o menu

Project Management, item Create Project. O nome do projeto pode conter até 8

caracteres e o comentário do projeto até 36 caracteres. Para salvar, teclar F1.

Seleção de Projeto

Após criado o projeto, um subdiretório com todos os programas e lista de

alocação do projeto é criado no diretório de trabalho definido em configurações. Para

Page 56: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 58

usar o projeto, é preciso selecioná-lo dentre outros projetos do diretório de trabalho

através do item Select Project no menu Project Management. O nome do projeto, bem

como seu comentário devem aparecer na parte inferior da tela, alinhado à esquerda.

Lista de Alocação

Cada projeto tem uma lista de alocação onde são relacionados os operandos

simbólicos com os operandos absolutos, e um comentário. No menu Utilities, item

Allocation List é mostrado uma tabela para inserção destes operandos. Após pronta a

tabela, pode-se utilizar no programa, tanto o nome do operando absoluto quanto o

nome do operando simbólico para facilitar a compreensão do programa.

Criação de Programa

Dentro de um mesmo projeto podem existir vários programas, de modo que se

possa salvar as várias versões conforme ocorrem alterações de programa em uma

mesma máquina, por exemplo. Após definido a linguagem de programação a ser

utilizada, acessando um dos menus correspondentes, é preciso acessar o item: (nome

da linguagem) Editor. Deve ser inserido o nome do programa, número de versão (1 a

8), se é um programa (P) ou função (B), e um comentário.

Edição de Programa

Usar as teclas de função para inserir contatos, relés, temporizadores,

contadores e outros recursos disponíveis. Ao término do programa, teclar F8 e salvar

as modificações.

Algumas funções:

• Inserir linha: F6, F3

• Inserir ramo paralelo: F6, F1, deslocar com cursor, F1

• Inserir comentário da linha: F6, F7

• Atribuir operando à instrução: F3

• Copiar uma linha: F5, cursor na linha, F1, F2, cursor para onde copiar, F3

Download de Programa

Para transferir o programa para o CLP, é preciso conectar o cabo de

comunicação e alimentar a tensão do CLP. Pode-se transferir somente o programa,

através do item Load Program, no menu da linguagem correspondente, ou todo o

projeto no item Load Project do menu Project Management.

Uma janela aparecerá mostrando primeiro a verificação de erros no programa e,

caso esteja correto é mostrado a transmissão dos dados para CLP ou uma falha na

Page 57: Apostila de Eletropneumática com CLP - SENAI

Mecânica 2 – CLP

SENAI 59

comunicação. O CLP automaticamente entra em modo PROG para a transferência. Ao

final da transmissão, é necessário teclar F7 para que o CLP passe para modo RUN.

Caso algum erro de sintaxe seja detectado, seus detalhes podem ser

observados no item Error List.

Depuração e Supervisão de Programa

É possível acompanhar o funcionamento do programa On-Line através do item:

(nome da linguagem) online display, no menu da linguagem correspondente. No item

FPC online mode, é possível acompanhar o status do CLP, bem como de todos os

seus operandos e alterar os valores, se necessário.

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Mecânica 2 – CLP

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Mecânica 2 – CLP

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Apêndice B – CLP Matsushita

Hardware

A família de controladores Matsushita utilizada é o FP1, cujas características

estão descritas a seguir:

• Tensão de alimentação: 110Vac ou 220Vac (85Vac a 264Vac)

• Consumo de corrente: 300mA (110Vac), 200mA (220Vac)

• Corrente máxima da fonte de alimentação 24V: 110mA

• Pontos de I/O: 8 entradas / 6 saídas (C14), 8 entradas / 8 saídas (C16)

• Método de controle: varredura cíclica

• Memória de programa: EEPROM

• Capacidade de programa: 900 passos

• Velocidade de operação: 1,6us/passo em instruções básicas

Entradas

• 8 entradas digitais

• tensão 24Vcc

• nível lógico: 0 = 0 a 2.5V, 1mA; 1 = 10 a 24V, 3mA

• impedância de entrada: aprox. 3 Kohms

• tempo de resposta: 2ms

• método de isolação: acoplador óptico

• filtro de entrada ajustável: 1 a 128ms

• entrada de contador rápido: 1 (tempo de resposta: 50us)

• entrada de potenciômetro: 1 (V0)

Saídas a relé

• 8 saídas digitais (C16), 6 saídas digitais (C14)

• contato de saída: N.A. (normalmente aberto)

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• corrente máxima: 2A/saída ou 5A/comum

• tempo de resposta: 8ms (para ligar), 10ms (para desligar)

• tempo de vida: aprox. 105 operações ou mais

Saídas a transistor

• 8 saídas digitais (C16), 6 saídas digitais (C14)

• tipo de saída: transistor NPN coletor aberto

• tensão de carga: 5V a 24Vcc

• corrente máxima: 0.5A /saída

• tempo de resposta: 1ms (para ligar), 1ms (para desligar)

• método de isolação: acoplador óptico

• saída de pulso (Y7) com freqüência de 45Hz a 4,9kHz

Entradas analógicas

• 4 canais/entradas analógicas (FP1-4A/D)

• faixas de operação: 0 a 5V, 0 a 10V, 0 a 20mA

• resolução: 0,001

• tempo de resposta: 2,5ms/canal

• impedância de entrada: 1 Mohms ou mais (tensão), 250 ohms (corrente)

• faixa de saída digital: K0 a K1000 (H0000 a H03E8)

• método de isolação: acoplador óptico entre o terminal e o circuito interno;

não isolado entre os canais.

Entradas analógicas

• 2 canais/saídas analógicas (FP1-2D/A)

• faixas de operação: 0 a 5V, 0 a 10V, 0 a 20mA

• resolução: 0,001

• tempo de resposta: 2,5ms/canal

• impedância de saída: 0,5ohms (canal de tensão)

• corrente máxima de saída: 20mA (canal de tensão)

• resistência de carga permitida: 0 a 500ohms (canal de saída)

• faixa de saída digital: K0 a K1000 (H0000 a H03E8)

• método de isolação: acoplador óptico entre o terminal e o circuito interno;

não isolado entre os canais.

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Software

A maioria dos CLPs pode ser programado por computador. O FP1 pode ser

programado através do software FPWIN GR, utilizando uma das seguintes linguagens

disponíveis:

• Ladder

• Boolean Ladder

• Boolean Non Ladder

Características:

• Instruções básicas: 41

• Instruções de alto nível: 85

• Subrotinas: 8

Operandos (absolutos)

• Entradas X0,..., X7

• Saídas Y0,...,Y7

• Relés internos R0,...,R255

• Relés internos especiais R9000,...,R9063

• Temporizadores T0,...,T99

• Contadores C100,...,C255

• Registradores DT0,..., DT255

• Registradores especiais DT9000,...,DT9069

• Registradores indexados IX, IY

• Relé-Mestre MCR0,...,MCR15

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Utilização do FPWinGR

O FPWinGR é um software desenvolvido para sistema operacional Windows. A

instalação é bem simples: basta seguir as instruções do sistema e inserir o código da

licença.

Ao iniciar o software, aparece uma janela para escolher abrir um programa,

criar um novo, ou transferir do CLP para o computador. Caso seja escolhido novo, em

seguida pede-se o CLP a ser utilizado, em nosso caso, FP1 – C14,C16. Para acessar

as funcionalidades do software existem menus com as opções e botões, além de

atalhos através do teclado.

Para editar o programa, basta acessar as instruções através do mouse ou

utilizar as teclas de função F1 a F12, sozinhas, ou junto com a tecla Shift ou com a

tecla Control. Em seguida, deve-se informar o nome e número do operando e ao final

pressionar Enter. Qualquer dúvida sobre uma instrução pode ser vista no Help do

software.

Ao término do programa é necessário compilar o programa (Program

Conversion), através do botão correspondente, ou no menu Edit (Convert Program) ou

com o teclado: Ctrl+F1.

Caso não haja erros no programa, é bom salvar em um diretório de trabalho e

então pode-se transferir o programa para o CLP, usando o botão Download to PLC ou

no menu File.

Automaticamente, o software pede autorização para passar o CLP para o modo

PROG transfere o programa e depois pede novamente autorização para passar o CLP

para o modo RUN. Se tudo ocorrer bem, o software entra em modo on-line para

monitoração.

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Operandos de sistema

Relé Internos Especiais

R9000 Liga quando houver algum erro no auto-teste

R9007 Liga quando houver erros de operação

R900A Liga quando, em uma comparação, o resultado for maior “>”

R900B Liga quando, em uma comparação, o resultado for igual “=”

R900C Liga quando, em uma comparação, o resultado for menor “<”

R900E Liga quando houver problemas com a porta de comunicação

R9010 Permanece sempre ligado

R9011 Permanece sempre desligado

R9012 Liga e desliga alternadamente a cada varredura

R9013 Permanece ligado somente na 1ª varredura.

R9014 Permanece desligado somente na 1ª varredura.

R9018 Liga e desliga alternadamente em ciclos de 0,01s

R9019 Liga e desliga alternadamente em ciclos de 0,02s

R901A Liga e desliga alternadamente em ciclos de 0,1s

R901B Liga e desliga alternadamente em ciclos de 0,2s

R901C Liga e desliga alternadamente em ciclos de 1s

R901D Liga e desliga alternadamente em ciclos de 2s

R901E Liga e desliga alternadamente em ciclos de 1 min

Registradores Especiais

DT9000 Armazena o código do erro do auto-teste

DT9022 Armazena o tempo de varredura

DT9040 Armazena o valor do potenciômetro V0

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