curso basico clp s7-200

PONTIFCIA UNIVERSIDADE CATLICA DE MINAS GERAIS IPUC PUC- MinasDEPARTAMENTO DE INSTRUMENTAO, MODELAGEM E CONTROLE DE PROCESSOS

ApostilaPLC S7 200

AUTORES ROSE MARY COSSO SCHUTTENBERG JOSE AUGUSTO LEAO EDEN COSTA

1/2004

Curso de Controladores Lgicos Programveis

SUMRIO1. Introduo Mercado Atual Rpido e Flexvel Automao Histrico Vantagens 2. Princpio de Funcionamento 3. Introduo a Programao Lgica matemtica e binria 4. Acessrios e Novas Tecnologias 5. Siemens SIMATIC-S7-200 Como a comunicao do software? Caractersticas do software O que so entradas e sadas? O que so entradas e sadas analgicas e digitais? O que so contatos de memria? 1 1 1 3 3 4 5 5 8 11 11 11 12 13 13

6. STEP-7 MicroWIN 2.0 Tela de abertura Uma viso geral dos menus Os Menus File e Edit O Menu View O Menu View->Component->Communications O Menu PLC O Menu Debug O Menu Tools->Options->General O que a rede de lgica escalar? Exemplo Blocos de Sadas Especficas Sada SET e RESET CTU Contador Crescente CTUD Contador Crescente e Decrescente Temporizadores Tabela de simbolos

14 14 15 15 15 16 16 17 17 18 18 20 20 21 22 22 28

i

Curso de Controladores Lgicos ProgramveisGuia de Programao Como implementar o seu programa? CLEAR CLP Memory COMPILE UPLOAD from CLP DOWNLOAD to CLP RUN e STOP Monitorando o sistema ( Program Status) Como alterar o programa? 7. Exerccios 29 29 30 30 30 30 30 31 32 34

ii


INTRODUOOs Controladores Lgicos Programveis ou CLPs, so equipamentos eletrnicos utilizados em sistemas de automao flexvel. So ferramentas de trabalho muito teis e versteis para aplicaes em sistemas de acionamentos e controle, e por isso so utilizados em grande escala no mercado industrial. Permitem desenvolver e alterar facilmente a lgica para acionamento das sadas em funo das entradas. Desta forma, podemos associar diversos sinais de entrada para controlar diversos atuadores ligados nos pontos de sada. 1. Mercado Atual Rpido e Flexvel A roda viva da atualizao, da qual fazemos parte, movimenta e impulsiona o mercado mundial atualmente. Os profissionais buscam conhecimentos para se tornarem mais versteis, adequando-se s necessidades das empresas, que por sua vez, buscam maior variedade e rapidez de produo para atender ao cliente, que se torna cada vez mais exigente. As empresas esto se reorganizando para atender as necessidades atuais de aumento de produtividade, flexibilidade e reduo de custos. Destas necessidades surgiram as necessidades de os equipamentos se adequarem rapidamente s alteraes de configuraes necessrias para produzirem diversos modelos de produtos, com pequenas alteraes entre si. 2. Automao Em princpio, qualquer grandeza fsica pode ser controlada, isto , pode Ter seu valor intencionalmente alterado. Obviamente, h limitaes prticas; uma das inevitveis a restrio da energia de que dispomos para afetar os fenmenos: por exemplo, a maioria das variveis climatolgicas poder ser medida mas no controlada, por causa da ordem de grandeza da energia envolvida. O controle manual implica em se ter um operador presente ao processo criador de uma varivel fsica e que, de acordo com alguma regra de seu conhecimento, opera um aparelho qualquer (vlvula, alavanca, chave, ...), que por sua vez produz alteraes naquela varivel. No incio da industrializao, os processos industriais utilizavam o mximo da fora da mo-de-obra. A produo era composta por etapas ou estgios, nos quais as pessoas desenvolviam sempre as mesmas funes, especializando-se em certa tarefa ou etapa da produo. Assim temos o princpio da produo seriada. O mesmo ocorria com as mquinas de produo, que eram especficas para uma aplicao, o que impedia seu uso em outras etapas da produo, mesmo que tivesse caractersticas muito parecidas. Com o passar do tempo e a valorizao do trabalhador, foi preciso fazer algumas alteraes nas mquinas e equipamentos, de forma a resguardar a mo-de-obra de algumas funes inadequadas estrutura fsica do homem. A mquina passou a fazer o trabalho mais pesado e o homem, a supervision-la.

Introduo

1

Curso de Controladores Lgicos ProgramveisCom a finalidade de garantir o controle do sistema de produo, foram colocados sensores nas mquinas para monitorar e indicar as condies do processo. O controle s garantido com o acionamento de atuadores a partir do processamento das informaes coletadas pelos sensores. O controle diz-se automtico quando uma parte, ou a totalidade, das funes do operador realizada por um equipamento, freqente mas no necessariamente eletrnico. Controle automtico por realimentao o equipamento automtico que age sobre o elemento de controle, baseando-se em informaes de medida da varivel controlada. Como exemplo: o controle de temperatura de um refrigerador. O controle automtico por programa envolve a existncia de um programa de aes, que se cumpre com base no decurso do tempo ou a partir de modificaes eventuais em variveis externas ao sistema. No primeiro caso temos um programa temporal e no segundo um programa lgico. Automatizar um sistema, tornou-se muito mais vivel medida que a Eletrnica avanou e passou a dispor de circuitos capazes de realizar funes lgicas e aritmticas com os sinais de entrada e gerar respectivos sinais de sada. Com este avano, o controlador, os sensores e os atuadores passaram a funcionar em conjunto, transformando processo em um sistema automatizado, onde o prprio controlador toma decises em funo da situao dos sensores e aciona os atuadores. Os primeiros sistemas de automao operavam por meio de sistemas eletromecnicos, com rels e contatores. Neste caso, os sinais acoplados mquina ou equipamento a ser automatizado acionam circuitos lgicos a rels que disparam as cargas e atuadores. As mquinas de tear so bons exemplos da transio de um sistema de automao rgida para automao flexvel. As primeiras mquinas de tear eram acionadas manualmente. Depois passaram a ser acionadas por comandos automticos, entretanto, estes comandos s produziam um modelo de tecido, de padronagem, de desenho ou estampa. A introduo de um sistema automtico flexvel no mecanismo de uma mquina de tear, tornou possvel produzir diversos padres de tecido em um mesmo equipamento. Com o avano da eletrnica, as unidades de memria ganharam maior capacidade e com isso armazenam todas as informaes necessrias para controlar diversas etapas do processo. Os circuitos lgicos tornaramse mais rpidos, compactos e capazes de receber mais informaes de entrada, atuando sobre um nmero maior de dispositivos de sada. Chegamos assim, aos microcontroladores responsveis por receber informaes das entradas, associ-las s informaes contidas na memria e a partir destas desenvolver um a lgica para acionar as sadas. Toda esta evoluo nos levou a sistemas compactos, com alta capacidade de controle, que permitem acionar diversas sadas em funo de vrios sinais de entradas combinados logicamente. Um outra etapa importante desta evoluo que toda a lgica de acionamento pode ser desenvolvida atravs de software, que determina ao controlador a seqncia de acionamento a ser desenvolvida. Este tipo de alterao da lgica de controle caracteriza um sistema flexvel. Os CLPs so equipamentos eletrnicos de controle que atuam a partir desta filosofia.

2

Introduo


3. Histrico O Controlador Lgico Programvel CLP nasceu dentro da General Motors, em 1968, devido a grande dificuldade de mudar a lgica de controle dos painis de comando a cada mudana na linha de montagem. Tais mudanas implicavam em altos gastos de tempo e dinheiro. Sob a liderana do engenheiro Richard Morley, foi preparada uma especificao que refletia as necessidades de muitos usurios de circuitos e rels, no s da indstria automobilstica como de toda a indstria manufatureira. Nascia assim um equipamento bastante verstil e de fcil utilizao, que vem se aprimorando constantemente, diversificando cada vez mais os setores industriais e suas aplicaes, o que justifica hoje um mercado mundial estimado em 4 bilhes de dlares anuais. 4. Vantagens menor espao menor consumo de energia eltrica reutilizveis programveis maior confiabilidade maior flexibilidade maior rapidez na elaborao dos projetos interfaces de comunicao com outros CLPs e computadores

Introduo

3


PRINCPIO DE FUNCIONAMENTOe sada. Podemos apresentar a estrutura de um CLP dividida em trs partes: entrada, processamento

E N T R A D A S

UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO

S A D A S

Figura 1 Estrutura bsica de um CLP

Os sinais de entrada e sada dos CLPs podem ser digitais ou analgicos. Existem diversos tipos de mdulos de entrada e sada que se adequam as necessidades do sistema a ser controlado. Os mdulos de entrada e sadas so compostos de grupos de bits, associados em conjunto de 8 bits (1 byte) ou conjunto de 16 bits, de acordo com o tipo da CPU. As entradas analgicas so mdulos conversores A/D, que convertem um sinal de entrada em um valor digital, normalmente de 12 bits (4096 combinaes). As sadas analgicas so mdulos conversores D/A, ou seja, um valor binrio transformado em um sinal analgico. Os sinais dos sensores so aplicados s entradas do controlador e a cada ciclo (varredura) todos esses sinais so lidos e transferidos para a unidade de memria interna denominada memria imagem de entrada. Estes sinais so associados entre si e aos sinais internos. Ao trmino do ciclo de varredura, os resultados so transferidos memria imagem de sada e ento aplicados aos terminais de sada. Este ciclo esta representado na figura 2.INICIALIZAO

LEITURA DAS ENTRADA E ATUALIZAO DAS IMAGENS

PROGRAMA

ATUALIZAO DAS SADAS REFERIDAS IMAGEM

Figura 2 Ciclo de processamento dos CLPs

4

Princpio de Funcionamento


INTRODUO A PROGRAMAO1. Lgica matemtica e binria A lgica matemtica ou simblica visa superar as dificuldades e ambigidades de qualquer lngua, devido a sua natureza vaga e equvoca das palavras usadas e do estilo metafrico e, portanto, confuso que poderia atrapalhar o rigor lgico do raciocnio. Para evitar essas dificuldades, criou-se uma linguagem lgica artificial. A lgica binria possui apenas dois valores que so representados por : 0 e 1. A partir desses dois smbolos construmos ento uma base numrica binria. A partir desses conceitos foram criadas as portas lgicas, que so circuitos utilizados para combinar nveis lgicos digitais de formas especficas. Neste curso aprenderemos apenas as portas lgicas bsicas: AND, OR e NOT. Portas Lgicas NOT AND Smbolo Expresso S=A S = A B Ladder

OR

S = A+B

Os CLPs vieram a substituir elementos e componentes eletro-eletrnicos de acionamento e a linguagem utilizada na sua programao similar linguagem de diagramas lgicos de acionamento desenvolvidos por eletrotcnicos e profissionais da rea de controle, esta linguagem denominada linguagem de contatos ou simplesmente LADDER. A linguagem Ladder permite que se desenvolvam lgicas combinacionais, seqenciais e circuitos que envolvam ambas, utilizando como operadores para estas lgicas: entradas, sadas, estados auxiliares e registros numricos. A Tabela 1 nos mostra os 3 principais smbolos de programao. Tipo Contato aberto Contato fechado Sada Smbolo Equipamento eltrico

Introduo Programao

5


Para entendermos a estrutura da linguagem vamos adotar um exemplo bem simples: o acionamento de uma lmpada L a partir de um boto liga/desliga Na figura 3 temos o esquema eltrico tradicional, o programa e as ligaes no CLP. Para entendermos o circuito com o CLP, vamos observar o programa desenvolvido para acender a lmpada L quando acionamos o boto B1.

Figura 3 Acionamento de uma lmpada

O boto B1, normalmente aberto, est ligado a entrada I0.0 e a lmpada est ligada sada Q0.0. Ao acionarmos B1, I0.0 acionado e a sada Q0.0 energizada. Caso quisssemos que a lmpada apagasse quando acionssemos B1 bastaria trocar o contato normal aberto por um contato normal fechado, o que representa a funo NOT. Podemos desenvolver programas para CLPs que correspondam a operaes lgicas combinacionais bsicas da lgebra de Boole, como a operao AND. Na rea eltrica a operao AND corresponde a associao em srie de contatos, como indicado na figura 4.

Figura 4 Funo AND

6

Introduo Programao

Curso de Controladores Lgicos ProgramveisOutra operao lgica bsica a funo OR, que corresponde a associao em paralelo de contatos, como indicado na figura 5.

Figura 5 Funo OR

Assim podemos afirmar que todas as funes lgicas combinacionais podem ser desenvolvidas em programao e executadas por CLPs, uma vez que todas derivam dos bsicos: NOT, AND e OR. A flexibilidade dos CLPs percebida neste momento pois as alteraes lgicas podem ocorrer com grande facilidade, sem que sejam necessrias alteraes do hardware ou incluso de componentes eletrnicos ou eltricos. Esta a principal caracterstica dos sistemas de automao flexveis e o que faz dos CLPs ferramentas de grande aplicao nas estruturas de automao. Alm da linguagem de contatos, existem outras formas de programao caractersticas de cada fabricante. Conclumos ento que os projetos de automao e controle envolvendo CLPs reduzem o trabalho de desenvolvimento de hardware dos circuitos lgicos do acionamento, bem como os dispositivos e potncia para acionamento de cargas e dos atuadores, uma vez que podemos escolher mdulos de sada j prontos, adequados ao tipo de carga que desejamos acionar. A utilizao desses controladores contemplam, por conseguinte alguns passos genricos: definio da funo lgica a ser programada transformao desta funo em programa assimilvel pelo CLP implementao fsica do controlador e de suas interfaces com o processo

Neste curso introdutrio estaremos tratando da programao bsica do CLP S7-200 atravs do programa STEP 7 para Windows. Sero consideradas apenas os recursos bsicos, que so: contato normal aberto, contato normal fechado, contadores e temporizadores.

Introduo Programao

7


ACESSRIOS E NOVAS TECNOLOGIASOs mdulos de sada podem ser encontrados com drivers a transistor para carga DC, a rel para cargas AC e DC e a tiristores para cargas AC de potncia. As configuraes de CLPs variam de fabricante a fabricante, e os mdulos de entradas e sadas, sejam elas digitais ou analgicas, podem ser encontrados em grupos separados ou associados. Existem tambm cartes de comunicao entre CLPs ou entre computadores, sejam eles industriais ou PCs. Estes cartes so muito utilizados e de extrema importncia na automao de processos e mquinas, pois permitem que um sinal recebido por um PLC, possa acionar um contato de outro PLC ou de uma placa conversora A/D instalada em um computador, que estejam distantes. Outro acessrio importante a IHM - Interface Homem-Mquina, que uma painel de controle programvel, que apresenta para o usurio mensagens de acordo com as condies dos sinais de entrada e sada, permitindo que um operador normal tome cincia da condio do sistema ou equipamento que est sendo controlado. Este acessrio utilizado como sistema supervisrio e apresenta mensagens de emergncia ou de parada por problemas tcnicos. Atualmente estes painis esto sendo substitudos por telas de computador, onde possvel reproduzir com grande perfeio o processo industrial, o que torna a interface com o operador muito mais amigvel e segura. Dentre os softwares mais conhecidos no mercado esto o FIX e LookOut.LOOKOUT

Conforme a tecnologia avana novos equipamentos e estruturas vo sendo inventados. Uma nova estrutura est sendo difundida e implantada que a Field Bus, ou barramento de campo. Nesta nova estrutura os sensores e atuadores so interligados por um par tranado de fios o que torna a instalao mais barata. Para adicionar novos sensores e atuadores basta plug-los neste barramento e reconfigurar o sistema, sem ter que gastar tempo e dinheiro para passar novos fios at a sala de controle, o que muito complicado em instalaes industriais. Essa estrutura similar a de um computador onde existem vrios slots e podemos conectar ou substituir diversos tipos de placas como: placas de vdeo, fax, controladoras de drivers, conversores A/D ou D/A, etc... Essa estrutura est sendo regulamentada e padronizada por associaes internacionais como a Fieldbus Foundation

8

Acessrios e Novas Tecnologias


Um sistema similar o Field Point. Esse sistema possui um computador central e o barramento com os mdulos espalhados pelo cho de fbrica. Esses mdulos possuem entradas e sadas analgicas e digitais. Possui vantagens similares ao Fiedbus, como a fcil instalao de mdulos auxiliares e fcil modificao da estrutura de controle. Tudo controlado via software instalado no computador central. Uma outra rea avana com grande fora que a instrumentao virtual, onde os sensores e atuadores so conectados a um computador e um software processa as informaes, enviando posteriormente as respostas. As grandes vantagens desses softwares so: linguagem de programao grfica, ferramenta de simulao interativa, aquisio de dados e controle, monitoramento e processamento de imagens. Dentre os softwares mais utilizados esto o LabView e o BridgeView.

Programao Grfica


9


10


Curso de Controladores Lgicos Programveis SIEMENS SIMATIC S7-200A famlia de controladores programveis S7-200 foi desenvolvida para o controle de uma ampla gama de aplicaes de controle e automao . H varias opes de programao e a possibilidade de escolha dos equipamentos e da linguagem de programao .

Como a comunicao do software ? O Software da SIEMENS S7-200 comunica-se com a CPU S7-200 atravs da porta do programador na parte inferior da CPU . Voc pode usar um cabo PC/PPI para conectar o seu programador nas comunicaes online. O computador necessitar de uma porta serial RS-232-C de 09 pinos para fazer a comunicao. Caso o micro tenha uma porta serial DB-25 ser necessrio um adaptador para DB-09 . Caractersticas do S7-200 - CPU 222 Dimenses : 90 x 80 x 62 mm Fonte : 24 Volts ( Faixa de Tenso: 20,4 28,8 Vcc ) Corrente Tpica de Alimentao : 85 mA ( Max. 500mA ) Entradas : 8 Portas Sadas : 6 Portas Memria : 1 K Words / RAM autonomia 50 Hs 2 K Words / EEPROM (memria extra) Estado ON ( Faixa ) : de 15 35 Vcc Estado OFF ( Faixa ) : de 0 5,0 Vcc

Siemens SIMATIC S7-200

11

Curso de Controladores Lgicos ProgramveisNOTA : Existe um cabo de comunicao especial da SIMENS que utilizado para conectar mais de um CLP em um computador.

S7-200

S7-200

S7-200

MICRO

Cabo d Interligao

O que so Entradas e Sadas ? I x.x - Designa uma entrada. um elemento usado para monitorar uma ao ou um evento, como um interruptor, pressostato, termostato, etc. Na CPU 222 ns temos 8 entradas digitais reais. So elas: I 0.0, I 0.1, I 0.2, I 0.3, I 0.4, I 0.5, I 0.6, I 0.7. Q x.x - Designa uma Sada. usada para controlar um equipamento como um motor, uma vlvula ou um LED. Na CPU 222 ns temos 6 sadas digitais reais. So elas: Q 0.0, Q 0.1, Q 0.2, Q 0.3, Q 0.4, Q 0.5.

6 SAIDAS DIGITAIS

8 ENTRADAS DIGITAIS

12


Curso de Controladores Lgicos ProgramveisO que so Entradas e Sadas Lgicas e Analgicas ? Entradas e sadas lgicas so aquelas que possuem apenas dois resultados, 0 e 1. Sendo o resultado 0 = 0V e o resultado 1 = 24V. As Entradas e Sadas Analgicas podem variar passo a passo dentro de seu gradiente de variao. Por exemplo: digamos que o Laboratrio tenha um modulo adicional de 02 entradas +02 sadas analgicas 220Vca; Ento estas entradas e sadas podero variar suas tenses entre 0Vca e 220Vca assumindo valores tais como: 40V, 87V 152Vca. O que so contatos de memria ? Contatos de memria so entidades virtuais que so utilizados apenas para ajudar o desenvolvimento da lgica de programao escalar interna. Usam uma simbologia de entrada e de sada . No caso da CPU mod. 222 , eles so 120 endereos variando do endereo M 0.0 ao endereo M 31.7

.


13

Tela de AberturaDepois de clicar no cone, aparecer em seu micro a tela de abertura . A partir deste ponto, voc pode efetuar novos projetos, abrir projetos, alterar as configuraes, etc.

Como em outros programas para Windows, os menus so alterados dependendo da tarefa voc esteja executando. Esta tela possui uma barra de comandos e ferramentas com os comandos caractersticos do Windows como: novo arquivo, abrir arquivo, salvar, imprimir, recortar, copiar e colar. Nesta barra tambm temos outros cones especficos que so os seguintes: Compile - Compilar o programa Upload - Ler o programa do CLP Download - Carregar o programa no CLP Run - Executar o programa Stop - Parar a execuo do programa

Uma Viso Geral dos Menuse Help. Na barra de comandos temos os menus: File, Edit, View, PLC, Debug, Tools, Windows

Os Menus File e Edit Em File e Edit esto comandos similares ao do Windows e que estamos habituados a utilizar. Os comandos bsicos so: new, open, close, save, save as, import, export, page setup, page setup, print preview, print, exit, undo, cut, copy , paste, select all, find, replace, insert e delete. Nestes menus tambm existem alguns comandos especficos como o download e o upload, que so para carregar e baixar programas do CLP; o insert network e o delete network, que so respectivamente para inserir e excluir uma linha de programao.

O Menu View Neste menu esto as configuraes de visualizao das telas de programao. Em View esto os comandos de seleo das barras de ferramenta: Toolbars e Frame. Nesta tela escolhemos o tipo de programao que se deseja utilizar. Pode-se escolher entre a linguagem Ladder e a STL, que uma linguagem escrita. Esta apostila adotar como linguagem padro a Ladder, que utilizada por todos os fabricantes de CLPs. Alm disso, uma linguagem grfica, que mais amigvel e mais fcil.

O Menu View->Component->Communications Communications configuramos o endereo da CPU. Exemplo: Address 002 Esta estao o primeiro CLP. 003 Esta estao o segundo CLP.

Clicando duas vezes sobre a regio indicada pela seta vermelha e em seguida na opo Properties configuramos a porta COM onde est conectado o cabo de comunicao do CLP.

O Menu PLC Neste menu esto os mesmos comandos do Toolbar que foram abordados anteriormente e mais alguns, que so: Clear, Information, Configure e Program Memory Cartridge. O Clear para se apagar a memria e os outros comandos so para configurar e visualizar alguns parmetros do CLP.

O Menu Debug Em Debug, esto alguns comandos muito importantes e muito utilizados. O First Scan faz uma varredura em busca de um programa. O Program Status nos permite supervisionar o estado das entradas e sadas do CLP pela tela do micro. Com este comando ativado o operador pode monitorar todo o andamento do processo.

O Menu Tools->Options->General Neste menu esto as configuraes de programao. Podemos selecionar entre a programao STL e Ladder, padro internacional ou Simatic Podemos alterar o idioma do software e selecionar o estado inicial das telas de programao quando se inicia o software.

Curso de Controladores Lgicos ProgramveisO que a REDE de lgica escalar? A figura abaixo mostra que a REDE da lgica escalar uma fileira de elementos conectados que formam um circuito completo entre o trilho de fora esquerda e o elemento de sada direita. linha quente I 0.0 Q 1.0 contato I 1.1 Q 1.0 sada

Nota: Observar que a energia flui da esquerda para direita. VAMOS AGORA FAZER O EXEMPLO ACIMA PASSO A PASSO. Primeiramente vamos clicar no menu PLC e selecionar Type. Aparecer na tela uma janela onde devemos selecionar a CPU, que estamos utilizando, e as configuraes de comunicao. O comando Read CPU Type detecta automaticamente o tipo de CPU. Em Comunications configuramos os parmetros de comunicao, como foi abordado anteriormente.

Aps terminar as configuraes clique em OK. Nota: Observe que o cursor est parado na primeira coluna da primeira NETWORK; para moviment-lo use as setas , ou o mouse.

18


Curso de Controladores Lgicos Programveis1 Passo: Inserir um contato normal aberto I 0.0. Coloque o cursor na NETWORK 1, pressione F4 e selecione o contato normal aberto. Para inserir o contato tecle ENTER ou d um clique. Acima do contato aparecer um espao para o endereamento do contato.

2 Passo: Digite o endereo do contato. Neste caso, como este contato tem o endereo I0.0, apenas tecle ENTER. 3 Passo: Vamos inserir agora o contato normal fechado I 0.4. Coloque o cursor direita, pressione F4 e selecione o contato normal fechado. Para inserir o contato tecle ENTER ou d um clique. Acima do contato aparecer um espao para o endereamento do contato. Desta vez necessrio digitar o endereo I0.4 e teclar ENTER.

4 Passo: Vamos agora inserir uma sada Q 0.0. Coloque o cursor direita. Pressione F6 e selecione a sada, tecle ENTER ou d um clique. Acima da sada aparecer um espao para o endereamento da mesma. 5 Passo Vamos inserir agora o contato normal aberto Q 0.0, conhecido industrialmente como contato de selo. Para isto posicione o cursor no comeo da network, selecione o comando Line Down na barra de ferramentas. Cuidado porque para inserir esta linha vertical, o cursor deve estar posicionado corretamente, como no exemplo abaixo. Para inserir o ltimo contato, basta levar o cursor para baixo, pressionar F4 e selecionar o contato enderear o mesmo como Q 0.0.

Line down


19

Curso de Controladores Lgicos Programveis Blocos de Sadas Especficas (BOXs).Vamos aprender agora outros tipos de blocos muito teis para os programadores. Existe uma quantidade grande de blocos e sadas especficas. Elas esto localizadas esquerda do Editor LAD no item Instructions. Para saber a funo de cada box indicado acima, basta consultar o Help. Sada SET e RESET A sada SET nos permite acionar vrias sadas simultaneamente. Procedimento: 1o Na Network2 insira um contato normal aberto I0.1 2o Vamos levar o cursor at o fim da Network. Pressione F6 e selecione a sada SET (S). (Pode ser selecionado tambm atravs do Item Instructions-> Bit Logic) Indique o nmero da sada. Tecle Enter e embaixo da sada aparecer um novo campo, onde selecionaremos as sadas a serem setadas. Voc pode selecionar o numero de sadas que voc quiser. No nosso exemplo, escolhemos K=3, a partir da sada Q 0.1. Ento quando acionarmos a chave I 0.1, sero acionadas as sadas Q 0.1, Q 0.2 e Q 0.3.

Nota: As sadas continuaro em ON mesmo que a chave 0.1 seja desligada. Para voltar as sadas setadas pelo comando SET para OFF, ser necessrio fazer uma outra NETWORK usando o comando RESET. Vamos agora construir a 3o NETWORK, repetindo os passos da anterior, sendo que no 1o passo, o endereo do contato aberto I 0.2. Ao invs de SET (S), usaremos o RESET (R) com K=3 a partir da sada Q 0.1.

20


Curso de Controladores Lgicos ProgramveisC T U - Contador Crescente Para selecion-lo v em Intructions-> Counters ou pressione F9 e selecione o bloco CTU. Ele composto de uma entrada "CU", um reset "R" e a constante a ser escolhida "PV". Esta constante define o nmero de vez que ele dever contar para acionar a sada CXX. Para saber a funo de cada bloco selecione-o e pressione F1. CXXCU CTU R PV

Constante +10

Nota: O CLP 222 pode enderear vrios contadores, isto , podemos enderear desde o contador C0 C255. A cada alterao de valor da entrada CU(0e1) o contador contar uma vez. Por exemplo: Vamos agora voltar ao nosso arquivo e editar mais uma NETWORK. Desta vez voc tentar fazer exatamente como mostra a figura anexa, sem ajuda. Ao acionarmos cinco vezes a chave I 0.1, o contador ser ativado e acionar o endereo C 23 que por sua vez na NETWORK 05 acionar a sada Q 0.4 .


21


CTUD - Contador Crescente e Decrescente Para selecion-lo clique na Janela F2 em Timers e Counters e na Janela F3 em Count Up/Down. Este contador composto de uma entrada "CU", uma entrada "CD," um reset "R" e a constante a ser escolhida "PV". CXXCU CTUD CD R

PV Constante K10

Nota: O CLP214 pode enderear vrios contadores, isto , podemos enderear desde os contadores C48 ao C79. OBS: A capacidade dos contadores vai de -32767 32767 eventos. Temporizadores Os temporizadores so acessados na rvore de instrues:

Os tipos de temporizadores so: Temporizador com atraso no ligamento (TON) Temporizador com atraso no ligamento retentivo (TONR) Temporizador com atraso no desligamento (TOF) Atravs destes possvel criar: Temporizador de Pulso (TP) Temporizador de Pulso Extendido 22 Siemens SIMATIC S7-200

Curso de Controladores Lgicos ProgramveisTON

A instruo Temporizador com Atraso no Ligamento On-Delay Timer (TON) inicia a contagem crescente do tempo at um valor mximo quando a entrada (IN) ativada. Quando o valor atual (Txxx) maior ou igual ao valor presetado (PT), o bit do temporizador setado. Ele resetado quando a entrada (IN) desativada. O temporizador para a contagem quando o mximo valor atingido (32767)


23

Curso de Controladores Lgicos ProgramveisTONR

A instruo Temporizador com Atraso no Ligamento Retentivo Retentive On-Delay Timer (TONR) conta o tempo quando a entrada (IN) ativada. Quando o valor atual (Txxx) maior ou igual ao valor presetado (PT), o bit do temporizador setado. O valor atual do Temporizador TONR retido quando a entrada IN desativada. O temporizador TONR permite que voc acumule o tempo contado durante vrios ciclos de ON da entrada IN. Voc usa a instruo de reset (R) para resetar o valor atual do TONR

24


Curso de Controladores Lgicos ProgramveisTOF

A instruo Temporizador com Atraso no Desligamento OFF-Delay Timer (TOF) permite que voc atrase o desligamento de uma sada por um certo perodo de tempo aps a entrada ter sido operada (desligada) (nesse caso a entrada I0.7) Quando o estado do sinal IN 1, o bit do temporizador imediatamente ativado e o valor atual setado para 0. Quando o estado do sinal de entrada IN muda de 1 para 0 o temporizador inicia a contagem do tempo. Quando o tempo presetado (PT) atingido, o bit do temporizador desativado e o valor atual no mais incrementado. Se a entrada IN for ligada antes de decorrido o tempo presetado (PT), o bit do temporizador permanece ativado.


25


Quando o resultado da operao lgica na entrada I0.7 muda de 0 para 1, a contagem de tempo inicia e a sada Q0.0 setada para 1. A sada Q0.0 resetada quando uma das 2 condies ocorrer primeiro: O tempo tiver expirado O sinal na entrada I0.7 mudar de 1 para 0

26



Quando o resultado da operao lgica na entrada S mudar de 0 para 1 a contagem de tempo inicia e a sada Q0.0 setada para 1. A sada Q0.0 continua a ter o sinal 1, mesmo se o sinal na entrada I0.7 mudar para 0 antes do tempo expirado. Se o sinal na entrada S mudar de 0 para 1 novamente enquanto o tempo ainda estiver rodando, o temporizador reestartado. A sada Q0.0 resetada quando o tempo tiver expirado.


27

Curso de Controladores Lgicos ProgramveisTabela de Smbolos: (symbol table) Habilita voc a usar endereamento simblico. Os smbolos tornam a programao mais simples e os programas mais fceis de serem lidos. Para acess-lo clique no menu View, selecione Component e em seguida Symbol Table.

Agora possvel colocar um nome e um comentrio para cada entrada e sada do seu programa.

O resultado usando a Tabela de smbolos visto na figura abaixo.

28


Curso de Controladores Lgicos ProgramveisGUIA DE PROGRAMAO Para se programar em um CLP importante seguir os seguintes passos: 1o Rascunhar sua programao de contatos no papel para ajudar na implementao com o micro . 2o Batizar o programa, para isto basta na tela de abertura salv-lo com um nome apropriado. 3o Digitar toda sua edio e salv-la tambm em diskette, para garantir um backup. 4o Gravar na memria do CLP o programa gravado no micro . 5o Simulao em tempo real do programa no CLP com monitorao do micro . 6o Efetuar as correes necessrias.

Como implementar o seu programa? O primeiro passo deve ser o de apagar o programa residente na memria do CLP. Em seguida, deve-se compilar o seu programa e grav-lo no CLP. Como fazer isto? Estas operaes so muito simples e para isso basta no Menu CPU clicar em Clear... . Para compilar o programa basta clicar no cone Compile e para grav-lo no CLP basta clicar na barra de ferramentas, no cone DownLoad.

29


Curso de Controladores Lgicos Programveis Clear CLP Memory: utilizado para limpar da memria do CLP o programa residente. Este comando se encontra no menu CPU . Compile: utilizado para compilar o programa. Quando se faz a compilao o software faz uma varredura no programa em busca de erros, como por exemplo a falta do END no final do programa. Este comando se encontra na barra de ferramentas e no menu CPU .

UpLoad from CLP

utilizado para deslocar o que est na memria do CLP para o computador.

DownLoad to CLP

Este comando utilizado para baixar o programa que est no micro para a memria do CLP. Program Block - Transfere apenas o diagrama de contatos para o CLP. Data Block - Transfere apenas dados do programa tais como comentrios e ttulos. System Memory - Transfere apenas variveis de memria. RUN e STOP Estes comandos citados acima s funcionam se o CLP estiver em modo de operao STOP. O que vem a ser isto? O CLP pode se encontrar em dois estados: parado (STOP), sem processar o programa residente ou em processamento (RUN), processando os dados de entradas e sadas. Experimente implementar um programa j pronto contido no cd de documentao. Estes programas mostrados na figura acima so programas que j vieram no software de instalao S7200 da Siemens. Escolha algum arquivo para exemplo e depois implemente-o no CLP.


30

Curso de Controladores Lgicos ProgramveisMonitorando o Sistema ( Program Status )

Agora vamos monitorar o programa implementado no CLP pelo micro. Se o programa de demonstrao foi implementado com sucesso ficou da seguinte forma:

Com este programa implementado voc poder monitorar as mudanas de estados das entradas e sadas pelo micro utilizando o comando Program Status On, que se encontra no menu principal Debug. Vamos nos certificar que o CLP esta em modo RUN para podermos continuar. Voc observa que o contato normal fechado I 0.4 est grifado mostrando continuidade naquele trecho . Ao acionarmos a chave I 0.0 teremos continuidade no contato normal aberto I 0.0 assim energizando a sada Q 0.0 e fechando seu contato Q 0.0 , como mostra a figura abaixo . Com este comando STATUS , voc agora j consegue monitorar qualquer programa sendo executado na memria do CLP .

31


Curso de Controladores Lgicos ProgramveisComo modificar o programa? Para fazer mudanas no seu programa , basta sair da funo STATUS , pressionando no Menu Debug , Program Status. No programa de demonstrao vamos fazer as seguintes alteraes : Na Network 2 vamos renomear o endereo do contato normal aberto I 0.1 para Q 0.0 , inserir o contato normal fechado de endereo T 33 e trocar a sada SET, por uma sada normal Q 0.1. Inserir em paralelo com a sada, um temporizador de endereo T 33, como nos mostra a figura: Observando a figura vamos ver que o temporizador est preparado para disparar em 5 segundos, como j foi visto na pgina 23. Para inserir o temporizador pressione F9 e escolha "TON".

Na Network 5 vamos apenas renomear a sada Q 0.4 para Q 0.2 . Ento o programa estar da seguinte forma :


32

Curso de Controladores Lgicos ProgramveisVoc pode no ter percebido com essas mudanas, voc montou um pequeno circuito temporizado. Ao acionarmos I 0.0, acionaremos a sada Q 0.0, assim energizaremos o seu contato normal fechado na network 02 e energizando a sada Q 0.1 e o temporizador T33. Aps o tempo de 5 seg., o prprio contato T33 do temporizado o resetar, reiniciando do zero, isto , fazendo o temporizador se transformar em um oscilador de T = 5 seg. Na Network 04 o contador C 23 contar os pulsos gerados pelo contato normal aberto Q 0.1, quando o mesmo contar 5 pulsos acionar a sada Q 0.4 . O que toda esta lgica de contatos significa? Imagine que voc um operador de uma refinaria, e este circuito ser um circuito de alarme de uma caldeira. Sendo os endereos abaixo as seguintes descries. I 0.0 I 0.2 I 0.4 Q 0.1 Q 0.4 Q 0.0 Sensor de vlvula de presso Reset da sada Sensor de normalizao da presso Vlvula aliviadora de presso de emergncia Desligamento de emergncia Alarme

Quando a vlvula de presso for acionada o alarme acionado imediatamente e a vlvula aliviadora. Tambm se aps 25 segundos o circuito no se normalizar o contador desliga todo o processo.

33



EXERCCIOS1) Dada a lgica de comando digital abaixo, escreva um programa equivalente para CLP em linguagem Ladder. (Questo do Exame Nacional de Cursos 1998)

2) Desenvolver um projeto de controle para a seguinte instalao ( na linguagem LADDER ):

Atravs do programa o utilizador deve ser capaz de selecionar o modo se funcionamento : Automtico ou Manual . Em MANUAL , a Bomba poder ser ligada pressionando-se o boto LIGA e desliga pressionandose o boto desliga . Neste modo , as bias de Nvel no tem nenhuma ao . Em AUTOMTICO, a bomba ser ligada 10 Seg. aps a deteo de NVEL BAIXO e desligada 10 Seg. aps a deteo de NVEL ALTO . Exerccios 34


ENTRADAS:

I0.0 = 1 se NVEL < NVEL BAIXO - I0.0 = 0 se NVEL > NVEL BAIXO. I0.1 = 1 se NVEL > NVEL ALTO - I0.1 = 0 se NVEL < NVEL ALTO. I0.2 = 1 se AUTOMTICO - I0.2 = 0 se MANUAL . I0.3 = 1 se BOTO LIGA pressionado . I0.4 = 0 se BOTO DESLIGA pressionado . Q0.1 = 1 ento BOMBA LIGADA .

SADA:

3) Projete um controle capaz de inverter o sentido de rotao de um motor trifsico. OBS: Para mudarmos o sentido de rotao de um motor trifsico necessrio que mudemos duas das trs fases , isto , que a fase A se torne B e que a fase B se torne A .

PS. Fazer : I0.0 = Boto para ligar I0.1 = Boto de emergncia I0.2 = Acionamento frente I0.3 = Acionamento r Q0.0 = Chave KM2 Q0.1 = Chave KM1 4) A figura abaixo mostra um misturador usado para fazer cores personalizadas de tinta. Possuem dois encanamentos entrando no topo do tanque , fornecendo dois ingredientes diferentes , e um nico encanamento no fundo do tanque para transportar a tinta misturada finalizada. Nessa aplicao voc vai controlar a operao de preenchimento , monitorar o nvel do tanque , e controlar o misturador e o perodo de aquecimento . Seguir os passos 1 at o 8 listados abaixo . 35 Exerccios


1o passo Encha o tanque com o ingrediente 1. 2o passo Encha o tanque com o ingrediente 2. (a utilizao do 1o ou do 2o ingrediente so independentes) 3o passo Monitore o nvel do tanque para o acionamento da chave High-Level, utilizando um sensor de nvel . 4o passo Manter o status da bomba se a chave Start est aberta , isto , a chave "start'' deve ser independente ( tambm perceba que o contato a ser utilizado deve ser normal fechado ) . 5o passo Comece a misturar os ingredientes e o perodo de aquecimento ( 10 Seg. por exemplo ). 6o passo Ligue o motor do misturador e a vlvula de vapor ( atravs destes haver a mistura e aquecimento , respectivamente ) . 7o passo Drene o tanque da mistura atravs da vlvula "Drain Valve"( vlvula de drenagem ) e do motor "Drain Pump"( bomba de drenagem ). 8o passo Crie um modo de contar quantas vezes este processo ( descrito do 1o ao 7o passo ) realizado por completo .

Exerccios

36


DESAFIO

5) Projete e implemente no CLP em linguagem LADDER o controle de sinalizao de um cruzamento de duas ruas. O cruzamento possui em cada rua, um sinal para pedestres e um para o automveis. PARMETROS I0.0 Liga I0.1 Desliga Q0.0 Verde (1o rua ) Q0.1 Amarelo (1o rua) Q0.2 Vermelho (1o rua) Q0.3 Verde (2o rua) Q0.4 Amarelo (2o rua) Q0.5 Vermelho (2o rua) Q0.6 Verde ( Pedestre 1o rua ) Q0.7 Vermelho ( Pedestre 1o rua ) Q1.0 Verde ( Pedestre 2o rua ) Q1.1 Vermelho ( Pedestre 2o rua )

SINAL VERDE AMARELO VERMELHO

TEMPO (SEG.) 1 RUA 2o RUA 10 10 5 5 17 16o

DICA : Se o sinal para carros estiver verde ou amarelo , o sinal de pedestres deve estar vermelho.

37

Exerccios


BIBLIOGRAFIA Bignell, J. W. e Donovan, R. L. Eletrnica Digital Editora Makron Books Bolton, W. Engenharia de Controle Editora Makron Books Castrucci, P. B. L. e Batista, L. Controle Linear Editora Edgar Blucher Ltda. Medeiros Jnior, Jair Mafra, Marcos Augusto Manual de utilizao de Controladores Lgicos Programveis SIMATIC S7-200 Ogata, Katsumi Engenharia de Controle Moderno Editora Prentice Hall do Brasil Osborne, A Microprocessadores Editora Mc Graw-Hill Revista Saber Eletrnica n 303 a 306 Editora Saber Siemens S7-200 Programmable Controller Quick Start ( Primer ) Treinamento bsico em CLPs Mitsubishi Familia FX

Curso de Controladores Lgicos Programveis - Laboratrio de Engenharia Eltrica e da Faculdade de Engenharia da UERJ

Bibliografia

38

curso basico clp s7-200

Documents