Programao de autmatos (aut10)1

Concepo de um Automatismo2

Caractersticas de um automatismoAutomatismo : Dispositivo que permite que um sistema funcione de forma autnoma, sendo a interveno do operador reduzida ao minimo indispensvel. Vantagens : Simplifica o trabalho do operador Retira do operador tarefas complexas, perigosas, pesadas, ou indesejadas. Alteraes aos processos de fabrico Qualidade constante de fabrico Aumento de produo Economia de matria prima e energia 3

Estrutura de um automatismoEstrutura : Entradas : Dispositivos que recebem informaes do sistema a controlar. Botoneiras, sensores, comutadores, fins de curso, etc. Sadas : Dispositivos actuadores e sinalizadores. Motores, vlvulas, lmpadas, displays, etc. Lgica : Bloco que define as caractersticas de funcionamento do automatismo

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Implementao de um automatismoEstudo prvio Especificaes Escolha da soluo tcnica Preparao Execuo de esquemas Documentao (Desenvolvimento do programa) Execuo Montagem (Instalao do programa) Testes Concluso Colocao em servio Explorao

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Mtodos grficos para representao da lgica

Esquema elctrico

Diagrama de contactos

Diagrama de contactos

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Mtodos grficos para representao da lgica

Diagrama lgico Esta representao do automatismo, implementa a lgica, usando circuitos lgicos E e OU. Para representar o mesmo circuito do exemplo anterior, teriamos :

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Mtodos grficos para representao da lgica

GRAFCET O GRAFCET uma representao grfica das especificaes funcionais de um sistema de controlo e pode ser aplicado a qualquer sistema lgico de controlo de processos industriais Um sistema pode geralmente ser dividido num bloco operativo e num bloco de controlo. O bloco operativo executa determinadas operaes que so ditadas pelo bloco de controlo. A unidade de controlo, por sua vez, recebe feedback do bloco operativo por forma a manter-se actualizada da evoluo do processo. Quando se pretende usar o GRAFCET, devemos ter em considerao o bloco de controlo. Para o representar usamos uma sucesso alternada de ESTADOS e TRANSIES.8

Mtodos grficos para representao da lgica

GRAFCET - Processamento linear Os estados do processo esto dispostos em linha. Independentemente das condies do processo, este consta de uma sucesso de passos que se executam sempre, e na mesma sequncia.

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Mtodos grficos para representao da lgica

GRAFCET - Processamento alternativo A determinada altura do processo, a sequncia pode tomar caminhos alternativos de acordo com as condies estabelecidas. Estas condies, no entanto, tm de assegurar que s uma das alternativas se pode verificar.

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Mtodos grficos para representao da lgica

GRAFCET - Processamento paralelo Em determinado momento do processo, a sequncia pode tomar dois ou mais caminhos que se vo executar em paralelo; ao ser executada a transio, em vez de se activar um s estado, activam-se dois ou mais em simultneo. O nmero de estados nos vrios ramos pode ser diferente, ou sendo igual, no implica que em todos os ramos a transio de estado se verifique em simultneo. GRAFCET - Resumo Um processo sequencial geralmente consta de uma mistura destes trs tipos de processamento.11

Autmatos Programveis

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Estrutura de um autmato programvelDo ponto de vista do utilizador, o autmato uma "caixa preta" que processa informao. Os Controladores Lgicos Programveis (PLC's) podem apresentar aspectos fsicos diferentes, diferentes performances e custos muito dspares; no entanto, os seus elementos constituintes so fundamentalmente os mesmos. Sendo um equipamento capaz de controlar processos, naturalmente dispe de dispositivos de aquisio e sada de informaes. Sendo tambm um equipamento programvel, integra um microprocessador e uma memria para guardar o programa. Para alimentar os circuitos atrs descritos, existir tambm uma fonte de alimentao. Finalmente, para que possa ser introduzido o programa e para que possa existir um dilogo bsico para o exterior, dispe tambm a possibilidade de ligar dispositivos de programao.

Memria

CPUs a dart n EFonte de Alimentao

s ad aS 13

Programao de Autmatos14

Ficha tcnica - CPM1-10CDR-A

Ficha tcnica Modelo : CPM1-10CDR-A Autmato compacto Entradas Sadas Alimentao Consumo Expansibilidade Memria de prog. : 6 digitais ( 24 Vdc ) : 4 por rel (2A/24Vdc -220Vac : 220 Vac : 30 W mx. : At 90 entradas/sadas : FLASHROM de 4kB : 135 : 68*16 : 20*16 : 1024 com reteno : 12815

Conjunto de instrues Rels internos: Sem reteno Com reteno Words de dados Temporizadores e contadores

reas de memria - CPM1-10CDR-Area Rels Internos Rels Especiais Rels Auxiliares Rels com Reteno Temporizadores e Contadores Rels de Comunicao Rels Temporrios Memria de Dados Memria de Programa Smbolo IR SR AR HR TC LR TR DM UM Gama Words:000 a 019 e 200 a 231 Bits :00.00 a 019.15 e 200.00 a 231.15 Words:232 a 255 Bits :232.00 a 255.15 Words:AR00 a AR15 Bits :AR00.00 a AR15.15 Words:HR00 a HR19 Bits :HR00.00 a HR19.15 TC000 a TC127 Words:LR00 a LR15 Bits :LR00.00 a LR15.15 TR00 a TR07 (S Bits) Leitura/Escr.:DM0000 a DM1023 S leitura :DM6144 a DM6655 4 Kbytes16

reas de memria - CPM1-10CDR-ARels Especiais (continuao) 255.00 - Clock com perodo de 0,1 segundos 255.01 - Clock com perodo de 0,2 segundos 255.02 - Clock com perodo de 1 segundo 255.03 - Flag de erro (ER) na execuo de uma instruo 255.04 - Flag de Carry (CY) 255.05 - Flag de maior que. Este rel altera o seu estado sempre que executada uma funo de comparao. 255.06 - Flag de igual a. Este rel altera o seu estado sempre que executada uma funo de comparao. 255.07 - Flag de menor que. Este rel altera o seu estado sempre que executada uma funo de comparao.

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Consola de programao

Selector de modo

Teclas de instrues

Teclas numricas

Teclas de operao

Tecla CLR18

Operao da consola de programaoIntroduo da PASSWORD Para aceder s funes da consola, necessrio introduzir uma password.

Sempre que aparece no display a mensagem PASSWORD deve digitar-se a seguinte sequncia de teclas.

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Instrues de tratamento lgicoInstrues bsicas ( LD, OUT, END, AND, OR, NOT ) Num esquema de contactos temos a possibilidade de colocar rels em srie, em paralelo, operar com rels negados e/ou vrias combinaes entre estas hipteses. LD - usada para iniciar uma linha lgica ou bloco com o status do bit especificado. OUT - Transfere o resultado das condies lgicas que antecedem esta instruo para o bit especificado. END(01) - Indica o fim do programa. imprescindivel o seu uso. AND - Realiza um E lgico com o bit especificado. OR - Realiza um OU lgico com o bit especificado. NOT - Nega o estado do bit ao qual est associado.

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Instrues de tratamento lgicoExemplo de um esquema de contactos e codificao em linguagem mnemnica Pretende-se que o estado da sada 010.00 seja igual ao estado da entrada 000.00. O esquema de contactos para o funcionamento de acordo com esta especificao ser :

A codificao em linguagem mnemnica deste esquema ser :

Endereo 00000 00001 00002

Instruo LD OUT END(01)

Dados 000.00 010.00

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Instrues de tratamento lgicoInstruo AND (exemplo) Pretende-se implementar um circuito lgico que activa a sada 010.02 do autmato, s se as entradas 000.00 e 000.01 e 000.02 estiverem activas (a ON). O esquema de contactos equivalente ser :

A codificao em linguagem mnemnica deste esquema ser :

Endereo 00000 00001 00002 00003 00004

Instruo LD AND AND OUT END(01)

Dados 000.00 000.01 000.02 010.02

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Instrues de tratamento lgicoInstruo NOT (exemplo) Pegando no exemplo anterior, pretende-se que a sada 010.02 fique activa se as entradas 000.00 e 000.02 estiverem a OFF e a entrada 000.01 estiver a ON. O esquema de contactos equivalente ser :

A codificao em linguagem mnemnica deste esquema ser : Endereo 00000 00001 00002 00003 00004 Instruo LD NOT AND AND NOT OUT END(01) Dados 000.00 000.01 000.02 010.02

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Instrues de tratamento lgicoInstruo OR (exemplo) Pretende-se implementar um circuito lgico que active a sada 010.03 quando a entrada 000.01 estiver a OFF ou quando as entradas 000.02 ou 000.03 estiverem a ON. O esquema de contactos equivalente ser :

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Instrues de tratamento lgicoInstruo OR (exemplo) A codificao em linguagem mnemnica deste esquema ser : Endereo 00000 00001 00002 00003 00004 Instruo LD NOT OR OR OUT END(01) Dados 000.01 000.02 000.03 010.03

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Instrues de tratamento lgicoInstrues bsicas ( AND LD, OR LD ) As instrues AND LD e OR LD permitem estabelecer a ligao entre blocos lgicos AND LD - Realiza um E lgico entre dois blocos lgicos OR LD - Realiza um OU lgico entre dois blocos lgicos

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Instrues de tratamento lgicoInstruo AND LD (exemplo) Pretende-se implementar um circuito, capaz de activar a sada 010.00 sempre que a entrada 000.00 ou 000.01 estiver a ON e a entrada 000.02 ou 000.03 estiver a ON O esquema de contactos equivalente ser :

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Instrues de tratamento lgicoInstruo AND LD (exemplo) A programao deste esquema de contactos implica que faamos um tratamento diferente do circuito. Assim vamos dividir o circuito em dois blocos A e B.

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Instrues de tratamento lgicoInstruo AND LD (exemplo) A linguagem mnemnica correspondente ser : Endereo 00000 00001 00002 00003 00004 00005 00006 Instruo LD OR LD OR AND LD OUT END(01) Dados 000.00 000.01 000.02 000.03 010.00

Tudo se passa como se estivessemos a programar dois blocos lgicos independentes, e os ligssemos no fim em srie (com a instruo AND LD).

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Instrues de tratamento lgicoInstruo OR LD (exemplo) Pretende-se implementar um circuito, capaz de activar a sada 010.00 sempre que as entradas 000.00 e 000.01 estiverem a ON ou as entradas 000.02 e 000.03 estiverem a ON O esquema de contactos equivalente ser :

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Instrues de tratamento lgicoInstruo OR LD (exemplo) A programao deste esquema de contactos implica, tal como no caso anterior, um tratamento diferente do circuito. Vamos dividir o circuito em dois blocos A e B.

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Instrues de tratamento lgicoInstruo OR LD (exemplo) A linguagem mnemnica correspondente ser : Endereo 00000 00001 00002 00003 00004 00005 00006 Instruo LD AND LD AND OR LD OUT END(01) Dados 000.00 000.01 000.02 000.03 010.00

Tudo se passa como se estivessemos a programar dois blocos lgicos independentes, e os ligssemos no fim em paralelo (com a instruo OR LD).

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Utilizao da memria temporria (TR)Utilizao de TRs O TR, serve para guardar temporriamente o estado lgico de um ponto do circuito onde este se ramifica. Esse valor lgico seguidamente lido para programar o restante circuito. Nos autmatos existem 8 rels temporrios So destinados converso de um esquema de contactos para lista de instrues Em cada malha pode-se usar um mximo de 8 TRs No mesmo programa pode-se repetir o uso dos TRs No devem ser usados como rels internos Utilizao de TRs (exemplo)

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Utilizao da memria temporria (TR)Utilizao de TRs (exemplo) A listagem mnemnica correspondente (lista de instrues) ser :

Endereo 00000 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007 00008 00009 00010 00011 00012 00013 00014

Instruo LD AND AND OUT AND OUT AND OUT LD AND OUT LD AND OUT END(01)

Dados 000.00 000.01 000.02 TR0 000.03 TR1 000.04 010.00 TR1 000.05 010.01 TR0 000.06 010.02

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Funes IL(02) e ILC(03)Funes de Interlock (IL(02)) e Interlock Clear (ILC(03)) A instruo IL(02) est sempre associada instruo ILC(03), sendo esta ltima sempre antecedida pela primeira. Quando a condio lgica de execuo da funo IL(02) estiver a ON, o programa inserido entre IL(02) e ILC(03) no afectado. Quando a condio lgica de execuo da funo IL(02) estiver a OFF, o programa inserido entre IL(0) e ILC(03) comporta-se como se cada uma das malhas tivesse em srie uma condio de execuo a OFF. Ou seja, as instrues de OUT tomam o estado OFF, os temporizadores so resetados, os contadores e os bits associados funo KEEP(11) no so afectados, mantendo o seu valor. As restantes funes no so executadas.

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Funes IL(02) e ILC(03)Funes de Interlock (IL(02)) e Interlock Clear (ILC(03)) (exemplo)

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Funes IL(02) e ILC(03)Funes de Interlock (IL(02)) e Interlock Clear (ILC(03)) (exemplo)

Endereo 00000 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007 00008 00009 00010 00011 00012 00013

Instruo LD AND AND IL(02) LD OUT LD IL(02) LD OUT LD OUT ILC(03) END(01)

Dados 000.00 000.01 000.02 000.06 010.02 000.03 000.04 010.00 000.05 010.01

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Circuito com realimentaoComando de um motor Pretende-se ligar um motor (contactor na sada 010.00) utilizando uma botoneira de START de impulso (entrada 000.00) e uma botoneira de STOP normalmente fechada (entrada 000.01).START220Vac

STOP

Alimentao do motor

O OT M

R

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Circuito com realimentaoComando de um motor (continuao) O esquema de contactos que dever contemplar a realimentao poder ser representado como :

Esquema de contactos

Lista de instrues

Endereo 00000 00001 00002 00003 00004

Instruo LD OR AND NOT OUT END(01)

Dados 000.00 010.00 000.01 010.00

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Funes de SET e RESETFunes de SET e RESET Estas instrues permitem manipular o estado de um bit, activao e desactivao respectivamente. SET - Se a condio lgica estiver a ON, o bit especificado pela funo activado, permanecendo nesse estado. RESET - Se a condio lgica estiver a ON, o bit especificado pela funo desactivado, permanecendo nesse estado.

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Funes de SET e RESETFunes de SET e RESET (exemplo) Comando de um motor Pretende-se ligar um motor (contactor na sada 010.00) utilizando uma botoneira de START de impulso (entrada 000.00) e uma botoneira de STOP normalmente fechada (entrada 000.01).

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Funo KEEP(11)Funo KEEP(11) Define um rel biestvel (N). Estado definido por duas condies lgicas. SET - Activa o rel definido pela funo ( suficiente um impulso na condio). RESET - Desactiva o rel definido pela funo. Em caso de simultaniedade das duas condies a ON, a condio de RESET predominante. Esquema de contactos e diagrama de funcionamento

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Funo KEEP(11)Funo KEEP(11) (exemplo) O exemplo anterior de arranque de um motor poderia ser programado da seguinte forma : Esquema de contactos

Lista de instrues

Endereo 00000 00001 00002 00003

Instruo LD LD NOT KEEP(11) END(01)

Dados 000.00 000.01 010.00

Nota Sempre que uma funo tenha duas ou mais condies lgicas para o seu funcionamento, a programao das condies lgicas deve anteceder a programao da funo.

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Funo DIFU(13)Funo DIFU(13) Activa o rel especificado na transio ascendente da condio lgica que antecede a funo. O rel especificado fica activo (ON) durante um ciclo de scan doautmato. Esquema de contactos e diagrama de funcionamento

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Funo DIFD(14)Funo DIFD(14) Activa o rel especificado na transio descendente da condio lgica que antecede a funo. O rel especificado fica activo (ON) durante um ciclo de scan doautmato. Esquema de contactos e diagrama de funcionamento

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Comando de um motorComando de um motor Pretende-se ligar um motor (contactor na sada 010.00) utilizando uma botoneira de START de impulso (entrada 000.00) e uma botoneira de STOP normalmente fechada (entrada 000.01). O esquema de contactos poder ser representado como : Vantagem : Segurana de operao

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TemporizadoresTemporizadores : Instruo TIM Temporizador de atrazo operao Preciso de 0,1 seg. Gama de 0,0 seg. a 999,9 seg. A instruo TIM sempre antecedida por uma condio lgica, que estando a ON activa o temporizador; este comea a decrementar e quando atinge o zero fecha o contacto com o nome do temporizador programado. Se a condio lgica de execuo passar a OFF, implica o reset do temporizador e consequentemente a abertura do contacto associado ao temporizador. Esquema de contactos e diagrama de funcionamento

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TemporizadoresTemporizadores : Instruo TIMH(15) Temporizador de atrazo operao Preciso de 0,01 seg. Gama de 0,00 seg. a 99,99 seg. Funcionamento similar instruo TIM. Esquema de contactos e lista de instrues

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TemporizadoresTemporizadores em cascata Recorrendo utilizao de temporizadores em cascata possivel obter valores de PRESET superiores a 999,9 seg. A sada 010.00 activada ao fim de um tempo correspondente soma dos dois temporizadores.

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TemporizadoresTemporizadores, atrazo desoperao Neste exemplo a sada 010.00 activada com um nico impulso na entrada 000.00. O temporizador s arranca quando a entrada 000.00 assume o valor OFF, o que leva a que ao fim do tempo de PRESET a sada 010.00 seja desactivada.

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TemporizadoresTemporizadores, flip flop Utilizando dois temporizadores possivel implementar um flip flop com um perodo de oscilao e um dutycycle varivel. Diagrama de funcionamento

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TemporizadoresTemporizadores (exemplo arranque estrela tringulo) Pretende-se implementar o arranque estrela / tringulo de um motor de acordo com o seguinte esquema. Esquema elctrico

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TemporizadoresTemporizadores (exemplo arranque estrela tringulo) Esquema de contactos

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ContadoresContadores : Instruo CNT Realiza um contador decrescente. Funcionamento definido por duas condies lgicas Contagem inpulsos Reset Quando a condio lgica de contagem de impulsos sofre uma transio de OFF para ON o contedo do contador decrementa uma unidade. Quando o contador atinge o valor zero activado o contacto com o nome do contador. A condio de Reset desactiva o contacto do contador assumindo o contador o valor de PRESET. Esquema de contactos e lista de instrues

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ContadoresContadores : Instruo CNTR(12) Realiza um contador reversvel. Funcionamento definido por trs condies lgicas Incrementao Decrementao Reset O contacto associado a este contador activado sempre que h uma transio de zero para o valor de PRESET ou deste para zero. Esquema de contactos

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Funo CMP(20)Funo CMP(20) Permite efectuar comparaes entre dois dados quando a condio de execuo est a ON. Os dados a comparar podem ser constantes ou variveis (contedo de canais, temporizadores ou contadores) O resultado da comparao disponibilizado atravs de trs rels especiais 255.05 - activo se A>B 255.06 - activo se A=B 255.07 - activo se A