diagrama de contatos

1. Diagrama de Contatos

1.

Introdução

Uma diagrama de contatos é a representação gráfica da linguagem do CP usada para implementar o controle de sistemas eletromecânicos. Um CP seqüência a ativação dos dispositivos da saída conectados, baseado no estado ligado/desligado dos dispositivos de entrada conectados. As seqüências são chamadas de programa na linguagem que o CP entende, e entra com ela na memória de programa.

2.

Símbolos de Diagramas de Comandos

Os símbolos são usados em todos os diagramas de contatos.

Contato normalmente aberto, apresenta qualquer entrada do CP, conectada por hardware a um módulo de entrada ou contato a partir de uma saída ou marcador.

Esse contato deve ser desligado para energizar uma saída.

Contato normalmente fechado, representa qualquer entrada do CP, conectada por hardware a um módulo de entrada ou contato a partir de uma saída ou marcador.

Esse contato deve estar desligado para energizar uma saída.

Bobina, representa qualquer saída do CP, conectada por hardware a um módulo de saída , ou marcador.

Esses três símbolos são necessários para criar um diagrama de contatos.

3.

Desenvolvimento de um diagrama de contatos

Os diagramas de contatos do CP originam-se de redes eletromecânicas conectadas em paralelo em série. Os diagramas de contatos, bem como as redes eletromecânicas dos quais se derivam, pode ser uma circuito simples em série, um em paralelo, ou uma combinação de circuitos em série e paralelo.

As redes eletromecânicas e os diagramas lógicos são conectados de forma a terem vários dispositivos de saída acionados (ativados ou desativados), baseado em um conjunto de condições de entrada. Normalmente as entrada são bloqueios de chave e os dispositivos de saída são os que produzem ação.

O programa em diagrama de contatos é uma série de seqüências que contém um ou mais entradas (internas ou por hardware) em uma configuração série, paralelo, ou série paralelo que controla a saída. Cada seqüência é uma instrução para o CP controlar uma parte específica do circuito eletromecânico. Por mais simples ou complexo que seja o circuito, pode-se implementá-lo, usando-se as funções lógicas simples (E, OU, NÃO).

Circuito em série é um circuito em que todas entradas da rede eletromecânica ou do diagrama de contatos do CP devem ser ativadas a fim de ativar a saída. O circuito em série funciona exatamente como o E lógico. No exemplo seguinte, a chave fim de curso 1 (Fc1) e a chave fim de curso 2 (Fc2) devem ser fechadas para energizar a solenóide 1 (S1)

1 2 10

S1

Fc1 Fc2

Circuito Eletromecânico Diagrama de Contatos

Circuito em paralelo é um circuito em que pelo menos uma ou mais das entradas da rede eletromecânica ou diagrama de contatos do CP devem ser ativadas a fim de ativar a saída. O circuito paralelo funciona exatamente como o OU lógico. No exemplo seguinte, o botão 1 (B1) ou o botão 2 (B2) devem ser fechados para energizar o alarme 1 (AL1).

3 11

B1 AL1

B2 4


Circuito série-paralelo, é ema combinação das funções lógicas E e OU.

Um circuito série-paralelo é uma combinação de dois ou mais circuitos série ligados em paralelo conforme mostrado abaixo. No exemplo (B1 e B2) OU (Fc1 E Fc2) devem ser ativados para energizar H1.

3 4 12

B1 B2 H1

Fc1 Fc2 1 2


Um circuito série paralelo também pode ser uma combinação de um ou mais circuitos paralelos em série com uma ou mais entradas. No exemplo (Fc1 OU Fc3) E Fc2 devem ser ativadas para energizar S1.

1 2 13

Fc1 Fc2

S1

Fc3 5


Conforme mencionado anteriormente, as vezes é desejável desativar um dispositivo de saída se for ativado uma determinada entrada (externa ou interna). Pose-se usar a função NÃO para essa ação como no exemplo abaixo. No circuito para ligar o contator (C1), a mesma lógica aciona o contator e o sinaleiro (H1) de funcionamento. A condição verdadeira de contator ligado desativará o sinaleiro (H2) de contator desligado.

B3 B4 C1 6 7 14

14 15

C1 H1

C1 H2 14 16


2.

Resolução do exercício de CLP

Como sabemos, para a partida de motores existem dois diagramas básicos: o diagrama de potência, que leva energia até o motor e o diagrama de comando, que é responsável pelo controle do motor. O diagrama de potência opera em uma tensão que pode ser 220 ou 380 V. Já o diagrama de comando opera em uma tensão de 24 V que é suficiente apenas para magnetizar a bobina e fechar os contatos do circuito de força acionando o motor.

O diagrama de comando é elaborado e montado utilizando os contatos NA e NF dos contatores, os quais são limitados em função de falta de espaço no equipamento. Normalmente um contator tem 4 contatos de comando e é muito comum a utilização de contatores com 2 NA e 2 NF, apesar de haver outras combinações. Se for necessário um número maior de contatos para a lógica de funcionamento, será necessário a utilização de contatores auxiliares que irão ocupar um espaço físico grande dependendo do número de contatores a mais necessário.

Nesse momento podemos, então, comparar a utilização do CLP com a utilização dos contatores. No caso do CLP não existem limites de contatos pelo fato de estarmos utilizando um software, onde podemos associar qualquer número de contatos para um mesmo contator. Na realidade, o CLP irá enviar uma tensão a seus terminais de saída, suficiente para magnetizar a bobina do contator. O equipamento irá realizar toda a lógica do comando programada.

Para que possamos entender melhor, a partir de agora vamos analizar todos os passos para a realização do comando de um motor utilizando o CLP.

1.

Exemplo prático de aplicação do CLP

Vamos utilizar, a princípio, o diagrama de comando da partida direta de um motor qualquer para entendermos todos os passos para a colocação do mesmo em funcionamento com a utilização de um CLP.

Vamos dividir esta tarefa em etapas que, neste momento serão bem detalhadas, porém, conforme o aproveitamento do conteúdo, poderão ser modificadas ou aprimoradas livremente.

A primeira etapa consiste em conhecermos os diagramas de potência e a lógica de comando da partida direta. Para isso, são apresentados, logo abaixo, os diagramas correspondentes.

Diagrama de Potência – 220 V – 60 Hz

Diagrama de Comando – 24 V – 60 Hz

Agora, na segunda etapa, analisamos o funcionamento.

O botão BL é acionado e, enquanto ele permanece pressionado, a bobina do contator A é magnetizada (para dizermos que a bobina está magnetizada usamos dizer, na linguagem mais comum, que está energizada), o contato de selo é fechado e o botão BL pode ser desacionado. É bom esclarecer que o botão BL é do tipo pulsante e o processo de energização da bobina e acionamento do contato é rápido, não sendo necessário a permanência de mais de 1 segundo com o mesmo pressionado.

A terceira etapa consiste na passagem do diagrama de comando para uma linguagem muito mais próxima da linguagem de programação do CLP. Faremos, então, nesse momento, o Diagrama de Contatos, que consiste na representação dos elementos na forma de seus contatos NA e NF, utilizando, para isso, a simbologia mostrada no item 5.2. Assim, teremos:

Diagrama de Contatos

Na quarta etapa faremos a associação do diagrama de contatos com a lógica booleana, vista anteriormente, utilizando para isso, as portas lógicas já conhecidas. Esta tarefa é muito importante para que a lógica de funcionamento do diagrama não fique esquecida.

Assim teremos:

Analisando o circuito lógico apresentado, temos: quando RT e BD não estão acionados (seus contatos inicialmente são NF), consideramos que estão com nível "0" e o botão BL, pelo mesmo motivo, (seu contato inicialmente é NA) também tem nível "0". Pelos inversores ligados às entradas dos dois primeiros, proporcionamos nível "1", nas mesmas, porém ainda não há condição de termos nível "1" na saída A. Ao acionarmos o botão BL, seu nível de entrada passa para "1" dando, assim, condições que a saída A tenha nível "1". A realimentação da entrada BD pela saída A tem a mesma função do contato de selo. Assim, quando qualquer uma das duas entradas RT ou BD forem acionadas, teremos um nível "0" na entrada da porta E e a saída passará a ser "0".

Entendido isto, podemos passar para à quinta etapa que consiste da programação do CLP, para que este realize a lógica estabelecida pelos diagramas anteriores.

Para isso temos que descrever todos os passos necessários à criação do arquivo e à compilação e transferência do mesmo para o equipamento.

1.

Programação do CLP modelo PS4-141-MM1 ou PS4-151-MM1

A programação é simples porém requer o conhecimento prévio de cada parte do programa para entender todos os passos da criação de uma lógica para o CLP.

Vamos à apresentação do programa:

A tela Inicial

Tabela resumo do Programa Sucosoft-S4

Ícone Denominação

Form Editor

Code Generation

Teste Commisioning

Pou-Editor

Project Manager

Topology Configuration

Observando a tabela acima podemos perceber que o programa deve ser iniciado criando-se todos os diretórios que irão armazenar as informações daquele programa. É fácil compreender que para cada novo programa, será necessária a criação de um conjunto de diretórios destinados a este.

Assim, rodaremos o programa agora e criaremos o leque de diretórios que serão entitulados: PDIR_1. É necessário chamar a atenção para nunca ser utilizado número como primeira indicação do arquivo, da mesma forma que o limite de letras permitido é de 8 letras.

Vejamos como ficará a tela do programa com os diretórios criados.

Para iniciar, clique em Project Manager e em seguida New. Ao abrir a tela abaixo, clique em Select Directory. A sugestão de diretório padrão é C:\S4\, porém, caso você não queira, poderá mudá-lo desde que todos os arquivos estejam no mesmo diretório inicial. Por sugestão, iremos utilizar o diretório padrão.

A tela, após a criação do arquivo de projeto ficará:

Desta forma, com os diretórios já criados, poderemos sair do Project Manager clicando em Project/Exit e partir para outra etapa.

Analisando novamente a tabela resumo já apresentada, concluímos que o próximo passo será criar a lógica do diagrama, utilizando para isso o POU-Editor.

Clicamos então no ícone correspondente e em seguida New. A tela a seguir será mostrada.

Nesta tela, certifique que a opção Program esteja selecionada e tecle New novamente.

O programa abrirá uma tela que é composta por duas janelas que serão utilizadas praticamente ao mesmo tempo. Uma delas será utilizada para "desenhar" toda a lógica de contatos do diagrama; e a outra será usada para definir todas as variáveis utilizadas.

Iniciaremos com a janela da direita. Para isso, devemos escolher a melhor linguagem de trabalho.

O Sucosoft-S4 pode ser trabalhado com 3 linguagens diferentes:

a. IL – Instruction Line: Não é muito fácil de se trabalhar com esta opção pois requer, do operador, um conhecimento de linguagens de programação e principalmente do conhecimento do equipamento e da linguagem própria do mesmo.

b. LD – Ladder: É a linguagem mais próxima do linguagem utilizada para a realização de diagramas de comandos. A palavra Ladder, significa "escada" ou "degrau" e daí a semelhança. Ela é a mais adequada para aqueles que já conhecem ou tem uma maior facilidade em lidar com os diagramas de comando. Esta utiliza teclas que "desenham" na tela o diagrama.

c. FDB – Function Digital Binary: É a linguagem que utiliza a lógica digital substituindo cada porta por um bloco que executa a função. É recomendável a utilização desta a partir do momento que se conheçam todas as funções lógicas e seus blocos correspondentes.

Assim, vejamos como ficaria o nosso programa da lógica da partida direta nas três linguagens:

Linguagem IL

Linguagem LD

Linguagem FBD:

A seguir é necessário informar ao programa quais as variáveis utilizadas no diagrama construído. Para isso utilizaremos a tela do lado esquerdo denominada: Sintax Controlled Variable Editor

Podemos definir as variáveis como sendo de vários tipos. A maioria será do tipo "Bool", derivado de booleana.

O endereço de cada variável também é muito importante.

Variáveis com denominação "I" são consideradas de entrada pois I deriva de Input (entrada). Já as variáveis com denominação "Q" são consideradas de saída pois Q deriva de Quit (saída).

O endereçamento das variáveis deve seguir a seguinte norma:

Variável Denominação Endereço

RT Relé térmico – Entrada %I0.0.0.0.0

BD Botão desliga - Entrada %I0.0.0.0.1

BL Botão liga - Entrada %I0.0.0.0.2

A Bobina do Contator - Saída %Q0.0.0.0.0

Para fazer qualquer tipo de correção nos registros já colocados, basta dar um duplo click na linha que deseja alterar e o registro será editado para fazer a correção.

Após terminar de inserir as variáveis, devemos salvar o arquivo. Para isso tecle FILE e em seguida SAVE AS. Indique no campo apropriado o nome do arquivo de programa e tecle OK. Procure utilizar o mesmo nome do grupo de diretórios que utilizou para não haver o perigo de esquece-lo. O programa se incumbe de colocar a extensão do arquivo.

O programa Sucosoft-S4 foi elaborado para que o usuário não tenha muitos problemas durante sua utilização. Por isso, nessa fase de criação do arquivo, há uma função que nos auxilia na verificação de possíveis erros de digitação ou definição de variáveis. Para utilizar este recurso, tecle em FILE/SYNTAX CHECK e todo o arquivo será verificado. Caso um erro seja encontrado, aparecerá na parte inferior da tela. Assim, clicando duas vezes no mesmo, a janela se abrirá e o erro estará destacado.

Corrija-o e salve novamente o arquivo. A seguir digite FILE e CLOSE.

Retornamos, novamente à tabela resumo e tiramos o próximo passo: configurar o equipamento para o programa. Esta etapa é necessária pois muitas vezes pode ser necessário o acoplamento de unidades de CLP pela necessidade de um número maior de entradas ou de saídas. Daí a necessidade do programa reconhecer o equipamento físico que será alimentado com o programa já elaborado. É importante ressaltar que quando nos referimos aos contatos limitados do contator, nos referíamos aos contatos físicos. No caso do CLP, suas saídas/entradas serão utilizadas apenas para alimentar, por exemplo, a bobina de um contator não importando, assim, a quantidade de contatos lógicos do mesmo utilizado no programa.

Para tal procederemos da seguinte forma: Clicamos o ícone Topology Configuration. A seguir clicamos em Configuration/New. A tela a seguir será mostrada.

No local especificado como FILE NAME especifique o mesmo nome do grupo de diretórios (PDIR_1). A extensão do arquivo será colocada pelo próprio programa novamente. A seguir

especifique o equipamento que está sendo utilizado. No nosso caso será PS4-201-MM1 tecle OK.

No menu EDIT poderemos adicionar ao equipamento especificado módulos de expansão remota ou expansão local.

No menu Configuration, clicamos em SAVE e após o programa ter salvo seu arquivo, tecle em EXIT.

Agora restam-nos as duas etapas mais importantes: a compilação (transformar o programa para uma linguagem que a máquina entenda), transferência e teste do programa.

Vamos agora compilar o programa já elaborado e guardado no arquivo. Para isso iremos clicar no ícone Code Generation.

Selecionaremos a seguir o menu GENERATE e dentro dele a opção NEW MAKE FILE LIST. Confirme, nesta tela, que o nome

do arquivo do programa POU seja PDIR_1.POE e o arquivo de topologia seja PDIR_1.DCF.

Confirmadas essas informações, tecle OK e ele gerará o programa compilado.

Logo a seguir criaremos o programa executável para o CLP. Para isso executaremos os passos seguintes: selecionamos o menu GENERATE novamente e escolhemos a opção GENERATE ALL.

Caso ocorra qualquer erro durante o processo, clique em cima do erro apresentado e o POU-EDITOR abrirá novamente mostrando o local do erro.

Agora, selecionamos no menu FILE a opção EXIT.

Para finalizar, precisamos agora transferir o programa para o CLP e testá-lo.

Selecionamos o ícone Test and Commisioning.

Antes de qualquer passo seguinte é necessário que o CLP esteja conectado fisicamente com o computador através do cabo de interface.

Após o aparecimento da janela abaixo, vá ao campo interface e selecione, como porta de saída, a COM 2. Em seguida tecle a opção CONNECT logo acima e aguarde alguns instantes. Quando a palavra Connected aparecer no campo Status, selecione a opção Transfer e a seguir selecionamos o arquivo PDIR_1 / Execute. Durante a transferência o programa fará algumas perguntas e você deverá respondê-las prontamente.

É importante acrescentarmos uma informação quanto ao uso de funções que não foram mostradas. O programa POU-EDITOR tem uma opção no menu Symbols, chamada Manufacturer-Defined Function Blocks onde podemos encontrar outras funções lógicas que podem ser necessárias. Uma destas funções é a que representa o relë de tempo. Para podermos escolher estas funções é necessário conhecê-las e isso pode ser feito através do comando Help

Agora você está apto a gerar outros arquivos de programas para o CLP. Respeite sempre esta descrição de passos.

Para que você possa verificar o seu aproveitamento, faça os seguinte exercícios:

Elabore o programa para os seguintes diagramas de comando:

a. Partida direta com reversão de rotação;b. Partida estrela triângulo automática;c. Partida estrela triângulo automático com reversãod. Partida estrela triângulo com reversão e freio

Recomendamos a realização de todos os passos para o melhor entendimento da matéria,

diagrama de contatos

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