aula 02 - controle e programação na automação

Automao e controleAutomao e controleAula 02 Aula 02 Controle e Programao na Controle e Programao na

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-RIDO

CURSO: CINCIA DA COMPUTAO

Aula 02 Aula 02 Controle e Programao na Controle e Programao na Automao Automao

Prof Danielle Casillo

AUTOMAOAUTOMAO

Tecnologia Integradora:

Eletrnica: Hardware

Mecnica: Atuadores

Inteligncia: Software (Informtica) Inteligncia: Software (Informtica)

Aula 01 - Introduo Automao 2

AUTOMAOAUTOMAO Sensores

fornecem informaes sobre o sistema

entradas do controlador

indicam variveis como temperatura, presso, ...

Atuadores


agem a partir do processamento das informaescoletadas pelos sensores

tipos: magnticos, hidrulicos, pneumticos, eltricos

Controlador

aciona os atuadores levando em conta o estado dasentradas (sensores)

instrues do programa inserido em sua memria

AUTOMAOAUTOMAO

Automatizar um sistema, tornou-se muito maisvivel medida que a Eletrnica avanou.

Com este avano, o controlador, os sensores e os Com este avano, o controlador, os sensores e osatuadores passaram a funcionar em conjunto,transformando processo em um sistemaautomatizado, onde o prprio controlador tomadecises em funo da situao dos sensores eaciona os atuadores.


AUTOMAOAUTOMAO

Com o avano da eletrnica....

memrias ganharam maior capacidade dearmazenamento

os circuitos lgicos tornaram-se mais rpidos os circuitos lgicos tornaram-se mais rpidos

microcontroladores

a lgica de acionamento pode ser desenvolvidaatravs de software, que determina aocontrolador a sequncia de acionamento a serdesenvolvida. Este tipo de alterao da lgica decontrole caracteriza um sistema flexvel.


OBJETIVOS DA AUTOMAOOBJETIVOS DA AUTOMAO

Qualidade controle de qualidade eficiente. compensao automtica de deficincias do processo.

Flexibilidade facilidade e rapidez nas alteraes nos parmetros dos

processos.


processos.

Produtividade uso eficiente da matria prima, energia, equipamentos e

instalaes.

Viabilidade tcnica execuo de operaes impossveis de se realizar por

mtodos convencionais (processamento imediato deinformaes, limitaes o homem, condies desumanas detrabalho).

NOSSO CURSO DE AUTOMAONOSSO CURSO DE AUTOMAO

Estudar sistemas automatizados nos nveis doselementos controlador e superviso.

Devido a esta grande variedade de conhecimentos,como j dito anteriormente, o foco deste curso ser


como j dito anteriormente, o foco deste curso serna programao dos Controladores LgicoProgramveis (CLPs) que so o crebro de todo oprocesso.

A Automao Industrial compreende um campo deatuao amplo e vasto.

NOSSO CURSO DE AUTOMAONOSSO CURSO DE AUTOMAO

A disciplina de Instrumentao: tem o objetivo deestudar cada elemento sensor ou atuador, seusfuncionamentos.

Para os atuadores, s para os motores de induo,


Para os atuadores, s para os motores de induo,existe uma grande quantidade de bibliografiadisponvel, e ainda tem-se os Motores de Passo e osServomotores.

A cadeia de automao ainda consiste nacomunicao de dados entre os elementos, o queleva um estudo a parte das Redes Industrias.

IMPACTOS PARA A SOCIEDADEIMPACTOS PARA A SOCIEDADE

Benefcios

Reduo de custos

Aumento da produtividade

Reduz a exposio de trabalho montonos, Reduz a exposio de trabalho montonos,repetitivos e at mesmo perigosos

Mais tempo livre

Aumento de salrios



Benefcios

Na regularidade da qualidade de um produto

Na economia de energia

Flexibilidade Flexibilidade

Segurana de funcionamento



Problemas

Experincia de um empregado tem vida curta

Fim de alguns tipos de emprego (ex. telefonista)

Problemas sociais e psicolgicos em decorrncia Problemas sociais e psicolgicos em decorrnciada submisso ao ritmos das mquinas



AUTOMAO AUTOMAO GERA GERA GERA GERA

DESEMPREGO?DESEMPREGO?


ControleControleO Controle utiliza teorias para calcularparmetros de um controlador que faa osistema evoluir da forma desejada eadaptativa s mudanas dos principaiselementos sob controle.

CONTROLE NA AUTOMAOCONTROLE NA AUTOMAO

Existem, basicamente, dois segmentos daautomao industrial, segundo a manipulaodas variveis a serem controladas.

Controle de Processo do tipo contnuo (Controle Controle de Processo do tipo contnuo (Controlede Processos, Controle Regulatrio)


Controle do tipo discreto (Controle Discreto).

CONTROLE NA AUTOMAOCONTROLE NA AUTOMAO

Processos discretos

Indstrias manufatureiras de fabricao por lote

Ex: indstria automobilstica

Processos contnuos


Processos contnuos

Indstrias de processo de manipulao

Ex: indstria qumica, farmacutica, petroqumica

CONTROLADOR LGICO CONTROLADOR LGICO PROGRAMVEL PROGRAMVEL -- CLPCLP

A forma bsica de programao oriunda dalgica de programao dos diagramas eltricos arels.


Prprio para ambientes industriais, oscontroladores realizam uma rotina cclica deoperao, o que caracteriza seu princpio defuncionamento, e operam apenas variveisdigitais, efetuando controle discreto.

CONTROLADOR PROGRAMVELCONTROLADOR PROGRAMVEL

Quando os equipamentos manipulam variveisanalgicas.

Efetuam tcnicas de ao de controle dos maisdiversos tipos:

Proporcional Integral Derivativo (PID) Proporcional Integral Derivativo (PID)

Adaptativo (no linear)

Lgica Fuzzy (lgica nebulosa)

Controle Preditivo

entre outros ....


CONTROLE DISTRIBUDOCONTROLE DISTRIBUDO

Avano das tcnicas de transmisso;

Salas de controle distribudas geograficamente foraminterligadas e conectadas a uma nica central desuperviso;

Controle Hierrquico - > Distribudo; Controle Hierrquico - > Distribudo;

Surge ento o Sistema Digital de Controle Distribudo SDCD;

Padronizao dos equipamentos (sensores, controle eatuao nos mais diferentes nveis).


HIERARQUIA DA AUTOMAOHIERARQUIA DA AUTOMAO


ARQUITETURA DE REDE SIMPLIFICADAARQUITETURA DE REDE SIMPLIFICADA


LINGUAGENS DE PROGRAMAOLINGUAGENS DE PROGRAMAO

o um meio de transmisso de informaes entredois ou mais elementos com capacidade de secomunicarem.

o Instruo: comando que permite a um sistema como Instruo: comando que permite a um sistema comcapacidade computacional realizar determinadaoperao.

o Linguagem de programao: conjunto padronizadode instrues que o sistema operacional capaz dereconhecer.

Aula 02 - Programao na Automao 21


o Programar: fornecer uma srie de instrues aum sistema com capacidade computacional, demaneira que ele seja capaz de comportar-sedeterministicamente.deterministicamente.

o Programador: responsvel por prever assituaes possveis do sistema, planejar umaestratgia de controle e codificar as instruesem uma linguagem de programao padronizada.



o Um controlador lgico programvel, tem seufuncionamento baseado num sistema de microcomputadoronde se tem uma estrutura de software que realizacontinuamente ciclos de varredura.

o importante observar que quando cada etapa do ciclo executada, as outras etapas ficam inativas. O tempo totalpara realizar o ciclo denominado CLOCK. Isso justifica aexigncia de processadores com velocidades cada vez maisaltas.


NORMA IEC 1131NORMA IEC 1131

o A IEC 1131 o nico padro global para programaode controle industrial.

o Houve a necessidade de estabelecer um padroaberto para CLPs visando a uniformizao deaberto para CLPs visando a uniformizao deprocedimentos por diversos fabricantes.

o Foi criado um grupo de trabalho no IEC (InternationalElectrotechnical Commission) para estabelecer asnormas a todo o ciclo de desenvolvimento dos CLPs -Controladores Lgicos Programveis.


NORMA IEC 1131NORMA IEC 1131

o No incio da dcada de 1990, o IEC publicouvrias partes da norma IEC 1131 que cobre o ciclode vida completo dos CLPs.

o Alguns anos depois essa norma foi revisada erecebeu o nmero IEC 61131-3 cuja terceira partetrata das linguagens de programao.



o Visando atender aos diversos segmentos da indstria,incluindo seus usurios, e uniformizar vrias metodologiasde programao dos controladores industriais, a norma IEC61131-3 definiu semanticamente cinco linguagens deprogramao:

- Diagrama de Blocos de Funes (FBD Function Block- Diagrama de Blocos de Funes (FBD Function BlockDiagram)

- Linguagem Ladder (LD Ladder Diagram)

- Sequenciamento Grfico de Funes (SFC System FunctionChart) ou Grafcet

- Lista de Instrues (IL Instruction List)

- Texto Estruturado (ST Structured Text)


DIAGRAMA DE BLOCOS DE FUNESDIAGRAMA DE BLOCOS DE FUNES

o uma das linguagens grficas de programao, muitopopular na Europa, cujos elementos so expressos porblocos interligados, semelhantes aos utilizados emeletrnica digital.

o Essa linguagem permite um desenvolvimento hierrquico emodular do software, uma vez que podem ser construdosblocos de funes mais complexos a partir de outrosmenores e mais simples.


LINGUAGEM LADDER LINGUAGEM LADDER

o uma linguagem grfica baseada na lgica de rels econtatos eltricos para a realizao de circuitos decomandos de acionamentos.

o Por ser a primeira linguagem utilizada peloso Por ser a primeira linguagem utilizada pelosfabricantes, a mais difundida e encontrada emquase todos os CLPs da atual gerao.

o Bobinas e contatos so os smbolos utilizados nessalinguagem. -| |- -|/|- -( )-


SEQUENCIAMENTO GRFICO DE SEQUENCIAMENTO GRFICO DE FUNES (SFC) OU GRAFCETFUNES (SFC) OU GRAFCET

o uma linguagem grfica que permite a descrio deaes sequenciais, paralelas e alternativas existentesnuma aplicao de controle.

o Fornece os meios para estruturar uma unidade deo Fornece os meios para estruturar uma unidade deorganizao de um programa num conjunto deetapas separadas por transies.


LISTA DE INSTRUESLISTA DE INSTRUES

o Inspirada na linguagem assembly e puramente sequencial, caracterizada por instrues que possuem um operadore, dependendo do tipo de operao, podem incluir um oumais operandos, separados por vrgulas.

o indicada para pequenos CLPs ou para controle deprocessos simples.


TEXTO ESTRUTURADOTEXTO ESTRUTURADO

o uma linguagem textual de alto nvel, inspirada nalinguagem Pascal, contm os elementos essenciais de umalinguagem de programao moderna.

o a mais recomendada para aplicaes complexas queo a mais recomendada para aplicaes complexas queenvolvam a descrio de comportamento sequencial.


APLICAO DE LINGUAGENS DE APLICAO DE LINGUAGENS DE PROGRAMAO AOS PROGRAMAO AOS CLPsCLPs

o A seleo da linguagem a ser utilizada dependede diversos fatores:

- Disponibilidade da linguagem no CLP;

- Grau de conhecimento do programador;- Grau de conhecimento do programador;

- Soluo a ser implementada;

- Nvel de descrio do sistema;

- Estrutura do sistema de controle.


EXEMPLO DE PROGRAMAOEXEMPLO DE PROGRAMAO

o Implementao da equao lgica L = A . B emquatro linguagens diferentes

Lista de instrues

LDN A

Texto estruturado

L := Not (A) AND B;


LDN AAND BST L

L := Not (A) AND B;

Diagrama de blocos funcionais

AL

B

Linguagem Ladder

A B L&

aula 02 - controle e programação na automação

Documents