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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO TECNOLÓGICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
PROJETO DE GRADUAÇÃO
TREINAMENTO EM CLP
ELTON SIQUEIRA DE FREITAS
VITÓRIA – ES AGOSTO/2006
ELTON SIQUEIRA DE FREITAS
TREINAMENTO EM CLP Parte manuscrita do Projeto de Graduação do aluno Elton Siqueira de Freitas, apresentado ao Departamento de Engenharia Elétrica do Centro Tecnológico da Universidade Federal do Espírito Santo, para obtenção do grau de Engenheiro Eletricista.
VITÓRIA – ES AGOSTO/2006
ELTON SIQUEIRA DE FREITAS
TREINAMENTO EM CLP
COMISSÃO EXAMINADORA: ___________________________________ Prof. Dr. José Denti Filho
Orientador ___________________________________ Prof. Dr. Alessandro Mattedi Examinador ___________________________________ Eng. Douglas Dalvi Ferreira Examinador
Vitória - ES, 25 de agosto 2006
i
DEDICATÓRIA
Aos meus pais, Antônio e Odília, sem os quais nada teria sido possível.
.
ii
AGRADECIMENTOS
Agradeço aos meus mestres, que me estimularam a buscar o conhecimento
necessário à minha formação, tornando possível o desenvolvimento deste trabalho, e
esta universidade que me acolheu nos últimos cinco anos e fez de mim um
profissional.
iii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Ciclo de varredura ......................................................................................... 16
Figura 2 Estrutura de um programa em SFC ............................................................... 22
Figura 3 - Programa em diagrama de blocos ............................................................... 23
Figura 4 - Programa ladder .......................................................................................... 23
Figura 5 Vista frontal ................................................................................................... 25
Figura 6 - Vista com as tampas frontais removidas ..................................................... 26
Figura 7 - Layout das conexões elétricas ..................................................................... 27
Figura 8 - Controle através de uma entrada ................................................................ 29
Figura 9 - Conexão tipo sink ....................................................................................... 29
Figura 10 - Conexão tipo source .................................................................................. 30
Figura 11 - Conexão de leds às entradas digitais ......................................................... 31
Figura 12 - Conexão de saídas a relé ........................................................................... 31
Figura 13 - Vista frontal do módulo FX2N - 4AD ........................................................ 33
Figura 14 - Vista sem a tampa frontal ......................................................................... 34
Figura 15 - Esquemas de conexão das entradas analógicas ......................................... 34
Figura 16 - Entrada de corrente -10V a +10V ............................................................ 36
Figura 17 - Entrada de corrente 4 a 20mA ................................................................ 36
Figura 18 - Entrada de corrente -20 a +20mA ........................................................... 37
Figura 19 - Conexões do módulo FX2N-4DA .............................................................. 43
Figura 20 - Saída de tensão -10V a +10V ................................................................... 45
Figura 21 - Saída de corrente 4mA a 20mA ................................................................ 45
Figura 22 - Saída de corrente 0mA a 20mA ................................................................ 45
Figura 23 - Exemplo de aplicação de entradas digitais .............................................. 54
Figura 24 - Exemplo de programação de saídas digitais ............................................. 54
Figura 25 - Programação de temporizadores ............................................................... 55
Figura 26 - Utilização de temporizador retentivo ........................................................ 56
Figura 27 - Aplicação de contador unidirecional ........................................................ 58
Figura 28 - Contador bidirecional ................................................................................ 59
Figura 29 - Armazenamento de dados nos registradores ............................................. 63
iv
Figura 30 - Ajuste de registradores externamente ....................................................... 64
Figura 31 - Endereçamento de blocos de funções especiais ....................................... 80
v
LISTA DE TABELA
Tabela 1 - Classificação das linguagens de programação segundo a IEC 61131-1 .... 21
Tabela 2 - Partes do CLP ............................................................................................. 26
Tabela 3 - Características elétricas das entradas digitais ............................................. 27
Tabela 4 - Especificações elétricas das saídas digitais ................................................ 28
Tabela 5 - Controle dos estados do CLP ..................................................................... 29
Tabela 6 - Legenda das figuras 7 e 8 .......................................................................... 30
Tabela 7 - Legenda da figura 12 .................................................................................. 32
Tabela 8 - Aspectos funcionais do módulo FX2N - 4AD ............................................. 35
Tabela 9 - Buffers de memória do módulo FX2N - 4AD ............................................. 37
Tabela 10 - Diagnósticos de erro ( buffer 29) .............................................................. 41
Tabela 11 - Características de funcionamento do módulo FX2N-4DA ........................ 44
Tabela 12 - Buffers de memória do módulo FX2N - 4DA ........................................... 46
Tabela 13 - Diagnósticos de erro (buffer 29) ............................................................... 49
Tabela 14 - Comandos básicos em ladder .................................................................. 52
Tabela 15 - Comandos básicos em SFC ...................................................................... 53
Tabela 16 - Temporizadores ........................................................................................ 56
Tabela 17 - Contadores ................................................................................................ 57
Tabela 18 - Relés de uso geral ..................................................................................... 60
Tabela 19 - Registradores de dados ............................................................................. 62
Tabela 20 - Parâmetros da instrução PID ajustados pelo usuário ................................ 86
Tabela 21 - Botões da barra de ferramentas ladder ..................................................... 95
Tabela 22 - Barra de ferramentas SFC ...................................................................... 106
vi
SIMBOLOGIA
AC: Alternate Current (Corrente alternada);
A/D: Analógico/Digital;
CLP: controlador lógico programável;
DC: Direct Current (Corrente contínua ou direta);
DEL: Departamento de Engenharia Elétrica;
D/A: Digital/Analógico;
EPROM: Erasable programable read only memory (memória apagável e programável
do tipo somente leitura);
IEC: International Eletrotechnical Comission – Órgão internacional de padronização
PC: Personal Computer (Computador pessoal);
SFC: Sequence Flow Chart (Carta de seqüência de fluxo).
vii
GLOSSÁRIO
Buffer: área de memória;
Relé: dispositivo provido de uma bobina que quando energizada, movimenta um
conjunto de contatos, fechando-os ou abrindo-os;
Sinal analógico: Sinal que pode ter seu valor variado dentro de uma faixa contínua.
Sinal digital: Sinal portador de informação do tipo ‘0’ ou ‘1’ em dois valores
discretos;
viii
SUMÁRIO
DEDICATÓRIA ........................................................................................................... I
AGRADECIMENTOS .............................................................................................. II
LISTA DE FIGURAS ............................................................................................... III
LISTA DE TABELA .................................................................................................. V
SIMBOLOGIA .......................................................................................................... VI
GLOSSÁRIO ............................................................................................................ VII
SUMÁRIO .............................................................................................................. VIII
RESUMO ................................................................................................................ XIV
1 INTRODUÇÃO .............................................................................................. 15
2 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL ....................................... 16
2.1 Definição ........................................................................................................... 16
2.2 Histórico ............................................................................................................ 16
2.3 Estrutura básica ................................................................................................. 17
2.3.1 Fonte de alimentação ............................................................................... 17
2.3.2 Unidade central de processamento .......................................................... 18
2.3.3 Memória não-volátil (EPROM) .............................................................. 18
2.3.4 Memória volátil ....................................................................................... 18
2.3.4.1 Memória do usuário ................................................................... 18
2.3.4.2 Memória de dados ...................................................................... 18
2.3.4.3 Memória-imagem das entradas e saídas ..................................... 18
2.3.5 Dispositivos de entrada e saída ............................................................... 18
2.3.5.1 Módulos de entrada .................................................................... 19
2.3.5.2 Módulos de saída ........................................................................ 19
2.3.6 Terminal de programação ........................................................................ 20
2.4 CLP’s de pequeno porte .................................................................................... 20
2.5 Programação...................................................................................................... 20
2.5.1 Linguagens tabulares ............................................................................... 21
2.5.2 Linguagens textuais ................................................................................. 21
2.5.3 Linguagens gráficas ................................................................................. 22
ix
2.6 Aplicações dos CLP’s em controle de processos .............................................. 24
2.7 Conclusões ........................................................................................................ 24
3 O CLP MITSUBISHI - HARDWARE ......................................................... 24
3.1 Introdução ......................................................................................................... 24
3.2 O CLP FX1N ...................................................................................................... 25
3.2.1 Características físicas .............................................................................. 25
3.2.2 Conexões e características elétricas ........................................................ 27
3.2.3 Formas de conexão .................................................................................. 28
3.3 Módulo de entradas analógicas FX2N – 4AD .................................................... 32
3.3.1 Introdução ................................................................................................ 32
3.3.2 Características físicas e conexões............................................................ 33
3.3.3 Conexões ................................................................................................. 34
3.3.4 Alimentação dos circuitos ....................................................................... 35
3.3.5 Características de funcionamento ............................................................ 35
3.3.6 Buffers de memória ................................................................................. 37
3.3.6.1 Inicialização dos canais .............................................................. 39
3.3.6.2 Mudanças na velocidade de conversão ...................................... 40
3.3.6.3 Ajuste de ganho e offset ............................................................. 40
3.3.6.4 Status de erro (buffer 29) ........................................................... 41
3.4 Módulo de saídas analógicas FX2N – 4DA ....................................................... 42
3.4.1 Introdução ................................................................................................ 42
3.4.2 Características físicas e conexões............................................................ 42
3.4.3 Conexões ................................................................................................. 43
3.4.4 Alimentação dos circuitos ....................................................................... 44
3.4.5 Características de funcionamento ............................................................ 44
3.4.6 Buffers de memória ................................................................................. 45
3.4.6.1 Inicialização dos canais .............................................................. 47
3.4.6.2 Modo de retenção de dados ........................................................ 48
3.4.6.3 Ajuste de ganho e offset ............................................................. 48
3.4.6.4 Status de erro (buffer 29) ........................................................... 49
x
3.5 Conclusões ........................................................................................................ 50
4 O CLP MITSUBISHI - SOFTWARE ......................................................... 51
4.1 Introdução ......................................................................................................... 51
4.2 Dispositivos programáveis ................................................................................ 51
4.3 Comandos básicos ............................................................................................. 52
4.3.1 Ladder ...................................................................................................... 52
4.3.2 SFC .......................................................................................................... 53
4.4 Descrição dos dispositivos programáveis ......................................................... 53
4.4.1 Entradas digitais (X) ................................................................................ 53
4.4.2 Saídas digitais (Y) ................................................................................... 54
4.4.3 Temporizadores (T) ................................................................................. 55
4.4.3.1 Temporizadores não-retentivos .................................................. 55
4.4.3.2 Temporizadores retentivos ......................................................... 55
4.4.3.3 Temporizadores disponíveis ....................................................... 56
4.4.4 Contadores (C) ........................................................................................ 57
4.4.4.1 Contadores unidirecionais de 16 bits ......................................... 57
4.4.4.2 Contadores unidirecionais de 16 bits com latch ......................... 58
4.4.4.3 Contadores bidirecionais de 32 bits ........................................... 58
4.4.4.4 Contadores bidirecionais de 32 bits com latch ........................... 59
4.4.5 Relés auxiliares ........................................................................................ 60
4.4.5.1 Relés gerais ............................................................................... 60
4.4.5.2 Relés especiais de diagnóstico ................................................... 60
4.4.6 Relés de estado (S) .................................................................................. 61
4.4.7 Registradores de dados (D) ..................................................................... 62
4.4.7.1 Registradores de uso geral ......................................................... 62
4.4.7.2 Registradores especiais de diagnóstico ...................................... 63
4.4.7.3 Registradores de arquivo ............................................................ 64
4.4.7.4 Registradores ajustáveis externamente ...................................... 64
4.5 Instruções especiais ........................................................................................... 65
4.5.1 - Instruções de controle de fluxo de programa ........................................ 65
xi
4.5.1.1 Ponteiros (P) ............................................................................... 65
4.5.1.2 CJ : salto condicional ................................................................. 65
4.5.1.3 CALL : Chamada de sub-rotina ................................................. 66
4.5.1.4 Ponteiros de interrupção (I) ........................................................ 67
4.5.1.5 WDT: Atualização do watchdog timer ...................................... 67
4.5.1.6 FOR, NEXT : Início e fim de um looping ................................. 68
4.5.2 Instruções de movimentação e comparação ............................................ 69
4.5.2.1 CMP : Comparação .................................................................... 69
4.5.2.2 ZCP : Comparação dentro de um intervalo ................................ 69
4.5.2.3 MOV: Movimentação de dados ................................................. 70
4.5.2.4 BMOV : Movimentação de blocos de dados ............................. 70
4.5.2.5 BCD: Conversão de código binário para BCD .......................... 71
4.5.2.6 BIN: Conversão de BCD para binário ....................................... 72
4.5.3 Operações lógicas e aritméticas inteiras .................................................. 72
4.5.3.1 ADD: Adição .............................................................................. 72
4.5.3.2 SUB: Subtração .......................................................................... 73
4.5.3.3 MUL: Multiplicação ................................................................... 73
4.5.3.4 DIV: Divisão inteira ................................................................... 74
4.5.3.5 INC: Incrementar ........................................................................ 74
4.5.3.6 DEC: Decrementar ..................................................................... 74
4.5.3.7 WAND, WOR, WXOR: AND, OR e XOR lógicos ................... 74
4.5.4 Instruções de rotação e deslocamento ..................................................... 75
4.5.4.1 SFTR: Pilha de estados .............................................................. 75
4.5.5 Operações com dados ............................................................................. 75
4.5.5.1 ZRST: Reset múltiplo ................................................................ 75
4.5.6 Processamento em alta velocidade .......................................................... 76
4.5.6.1 REF: Atualização de entradas e saídas ....................................... 76
4.5.6.2 SPD: Contar pulsos de encoder .................................................. 76
4.5.6.3 PLSY : Gerar pulsos ................................................................... 78
4.5.6.4 PWM: Modulação de largura de pulso ....................................... 78
xii
4.5.7 Instruções de controle .............................................................................. 79
4.5.7.1 ALT: Alternar estado ................................................................. 79
4.5.7.2 RAMP: Rampa ........................................................................... 79
4.5.8 Instruções para controle de dispositivos externos de entrada e saída ..... 80
4.5.8.1 FROM: Leitura de um bloco de função especial ....................... 80
4.5.8.2 TO: Escrita em blocos de funções especiais .............................. 80
4.5.8.3 ASCI: Conversão de hexadecimal par ASCII ............................ 82
4.5.8.4 HEX: Conversão de ASCII para hexadecimal ........................... 82
4.5.8.5 PID: Malha de controle PID ....................................................... 83
4.5.9 Instruções de comparação com efeito de contato .................................... 87
4.6 Software de programação (GX Developer 7) .................................................. 88
4.6.1 Abrindo o programa ................................................................................ 88
4.6.2 Menus, janelas e ferramentas .................................................................. 90
4.6.2.1 Barra de títulos e barra de menus. .............................................. 90
4.6.2.2 Barras de ferramentas padrão ..................................................... 91
4.6.2.3 Barras de ferramentas de edição de programas .......................... 91
4.6.2.4 Janela de visualização e edição de programas ........................... 91
4.6.2.5 Janela de gerenciamento do projeto ........................................... 92
4.6.3 Edição de programas ............................................................................... 93
4.6.3.1 Criando um novo programa ....................................................... 93
4.6.3.2 Abrindo um projeto já existente ................................................. 93
4.6.4 Edição de programas ............................................................................... 94
4.6.4.1 Programação em ladder .............................................................. 94
4.6.4.2 Programação em STL (Step ladder) ......................................... 100
4.6.4.3 Programação em SFC ............................................................... 102
4.6.5 - Inserindo comentários ......................................................................... 109
4.6.6 Alterando parâmetros do sistema .......................................................... 111
4.6.7 Acesso à memória do CLP .................................................................... 112
4.6.8 Escrever no CLP .................................................................................... 113
4.6.9 Ler do CLP ............................................................................................ 114
xiii
4.6.10 Monitorar a operação do CLP online .................................................. 114
4.6.10.1 Modo de monitoramento ........................................................ 114
4.6.10.2 Forçar a operação de dispositivos .......................................... 115
4.6.10.3 Configuração da comunicação ............................................... 118
4.6.10.4 Monitorar os registradores de dados ...................................... 119
4.7 O Simulador (GX Simulator) .......................................................................... 120
4.7.1 – Iniciando o GX Simulator .................................................................. 120
4.8 Conclusão ........................................................................................................ 123
5 EXPERIÊNCIAS DIDÁTICAS DE LABORATÓRIO ............................ 124
5.1 Introdução ....................................................................................................... 124
5.2 Aplicações com sinais digitais ........................................................................ 124
5.3 Aplicações com sinais analógicos ................................................................... 126
6 CONCLUSÕES ............................................................................................ 130
ANEXO 1 – SOLUÇÕES DAS EXPERIÊNCIAS ................................................ 131
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 138
xiv
RESUMO
O presente Projeto de Graduação foi desenvolvido com o objetivo apresentar
um resumo sobre o histórico, os aspectos e as aplicações dos controladores lógicos
programáveis (CLP’s) em controle de processos industriais, além de instruir o leitor a
respeito do aprendizado e aplicação dos recursos do equipamento disponível no
Departamento de Engenharia Elétrica da UFES. Embora desenvolvida sobre um
modelo específico de CLP, a metodologia descrita aqui bem como os conhecimentos
apresentados aplicam-se a todos os equipamentos dessa categoria visto que há uma
padronização dos equipamentos dos diversos fabricantes existentes no mundo.
15
1 INTRODUÇÃO
Atualmente, é impossível falar de automação em controle de processos sem
mencionar os controladores lógicos programáveis. Devido à grande evolução dos
microprocessadores, os CLP’s apresentam hoje uma enorme variedade de recursos,
podendo ser aplicados nas mais diversas situações, desde aplicações de controle
discreto onde estão envolvidos apenas sinais digitais (0 ou 1) até aplicações de
controle contínuo onde há a aquisição e emissão de sinais analógicos. Além disso
podemos destacar outras características positivas dos CLP’s, tais como: gerenciamento
remoto através de rede de dados, ferramentas de supervisão e diagnóstico, durabilidade
e flexibilidade. Todas essas características fizeram dos CLP’s equipamentos
indispensáveis no controle de processos industriais.
16
2 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL
2.1 Definição
Um controlador lógico programável (CLP) é um dispositivo capaz de executar
uma seqüência de operações definidas num programa aplicativo definido pelo usuário.
Estas operações estão condicionadas à ocorrência de estímulos externos ou entradas.
Dada uma determinada combinação de entradas, o CLP vai processar essa
combinação e aplicar aos dispositivos conectados a suas interfaces de saída o sinal ou
sinais associados àquela combinação de entradas. A esta seqüência de leitura das
entradas, processamento e atualização das saídas se dá o nome de ciclo de varredura
ou scanning. [1]
Figura 1 Ciclo de varredura
2.2 Histórico
O surgimento dos CLP’s se deu como conseqüência das necessidades das
indústrias de utilizar equipamentos que proporcionassem flexibilidade de aplicações,
facilidade de manutenção e expansão, confiabilidade e redução de custos. Todos esses
fatores resultam numa maior eficiência do processo produtivo, culminando numa
maior competitividade . A produção de tais equipamentos só foi possível na década de
60 com o avanço dos circuitos integrados e o surgimento dos minicomputadores e seu
17
uso no controle de processos industriais. A primeira especificação de controlador foi
elaborada na General Motors(GM) em 1969 por uma equipe liderada pelo Engenheiro
Richard Moley com o objetivo produzir um equipamento versátil, confiável e com
menor volume e menores custos em relação aos painéis de relés existentes na época.
A denominação de controladores lógicos programáveis surgiu na década de 70
quando os controladores passaram a utilizar microprocessadores, aumentando
significativamente a quantidade de funções de controle disponíveis. A partir desse
ponto, os CLP’s passaram a agregar cada vez mais funções, com processadores
velozes, diversos tipos de interfaces com dispositivos externos e comunicação em
redes de dados possibilitando a supervisão e o controle remotos dos processos. Além
do hardware, houve também um grande avanço das ferramentas de programação que
têm tornado cada vez mais fácil a tarefa de programar um CLP.[1]
2.3 Estrutura básica
O sistema que constitui um CLP é constituído basicamente das seguintes
partes [1]:
- Fonte de alimentação;
- Unidade central de processamento (UCP);
- Memórias do tipo volátil e não-volátil;
- Dispositivos de entrada e saída;
- Computador ou terminal de programação;
2.3.1 Fonte de alimentação
É o elemento responsável por converter corrente alternada em contínua,
alimentando a UCP e os demais subsistemas do controlador. Além da fonte de
alimentação, há também uma bateria interna ao controlador que impede que o
programa do usuário carregado na memória e os estados dos registros de dados
Internos do controlador se percam caso a fonte de alimentação seja desativada. A fonte
de alimentação pode ser de dois tipos:
- Source: fonte interna ao controlador.
- Sink: fonte externa ao controlador .
18
2.3.2 Unidade central de processamento
A UCP é responsável pela execução do programa do usuário, atualização da
memória de dados e memória-imagem das entradas e saídas.
2.3.3 Memória não-volátil (EPROM)
A EPROM contém o programa do fabricante responsável pelo gerenciamento
das tarefas do controlador no momento de sua ativação (start-up). A memória EPROM
não pode ser acessada pelo usuário.
2.3.4 Memória volátil
A memória volátil normalmente é do tipo RAM e é dividida em três tipos:
2.3.4.1 Memória do usuário
Contém o programa escrito pelo usuário que é processado pela UCP. Quando
a alimentação é desligada, o estado da memória do usuário é mantido pela bateria
interna do controlador.
2.3.4.2 Memória de dados
Armazena os dados manipulados no processamento do programa aplicativo,
sendo continuamente atualizada durante a execução do programa.
2.3.4.3 Memória-imagem das entradas e saídas
Armazena os estados atuais dos periféricos de entrada e saída. É atualizada a
cada ciclo de varredura.
2.3.5 Dispositivos de entrada e saída
As interfaces de entrada e saída normalmente são inseridas na forma de
módulos . Existem diferentes tipos de módulos de entrada e saída para atender
às mais diversas aplicações.
19
2.3.5.1 Módulos de entrada
Os módulos de entrada são responsáveis pela aquisição de dados do meio
externo tais como sinais elétricos de sensores, medidores, botões, etc. Existem
módulos de entrada para sinais digitais (110VAC, 24VDC, etc) ou analógicos (-10V a
+10V, 4 a 20mA, etc) através de conversores A/D, contemplando os mais diversos
tipos de dispositivos de instrumentação existentes. Normalmente, os circuitos internos
dos módulos de entrada são isolados opticamente dos circuitos externos, evitando que
sejam danificados por eventuais anomalias.
2.3.5.2 Módulos de saída
Após a aquisição e processamento das entradas o controlador atua sobre o
sistema através dos módulos de saída. Os módulos de saída podem emitir sinais
analógicos ou digitais dependendo das configurações do sistema a ser controlado.
Através dos módulos de saída é possível acionar válvulas, lâmpadas de sinalização,
posicionadores, contatores, controlar a velocidade de motores, etc.
Existem basicamente três tipos de módulos de saída: a relé, a transistor e a
tiristor. O emprego de cada tipo depende da carga a ser acionada pelas saídas.
- Saídas a relé: quando o endereço de uma determinada saída na memória-
imagem é ativado, uma bobina é energizada, fechando um contato entre dois terminais
externos do módulo. A saídas a relé têm a vantagem de acionar tanto cargas AC
quanto cargas DC e conduzir correntes da ordem de 5A, além de serem imunes a
transientes da rede. Por outro lado, as saídas a relé têm sua vida útil limitada pelo
desgaste dos contatos , cerca 150.000 a 300.000 operações.
- Saídas a transistor: indicadas para casos em que há cargas e fontes de
corrente contínua e acionamentos repetitivos com grandes freqüências de operação.
Sua vida útil é maior que a dos módulos a relé, mas sua capacidade de corrente
máxima é menor chegando a cerca de 1A. O elemento acionador pode ser um
transistor comum tipo NPN ou ainda um transistor do tipo efeito de campo. Sua vida
útil é de cerca de 1000.000 de operações.
20
- Saídas a triac : utilizados com fontes e cargas de corrente alternada, e
exemplo do tipo anterior, possibilitam altas freqüências de chaveamento e uma vida
útil de até 1000.000 de operações e admitem correntes da ordem de 1A.
2.3.6 Terminal de programação
É um computador que contém o software de programação do CLP e através
do qual o programa aplicativo é descarregado para a memória do CLP. O terminal de
programação pode ser um computador específico para esse fim ou um PC como é mais
usual atualmente. Hoje já é possível inclusive, fazer alterações na programação do
CLP utilizando um computador remoto (distante do CLP) através de um rede de dados.
2.4 CLP’s de pequeno porte
Até agora, os CLP’s foram definidos como dispositivos de arquitetura modular
onde as partes que compõem o sistema podem ser fisicamente dissociadas, mas em
aplicações de pequeno porte, podem ser usados controladores menores que englobam
num mesmo dispositivo, todos os componentes que compõem um CLP (UCP, fonte de
alimentação, entradas e saídas). Estes equipamentos possuem ainda a possibilidade de
expansão mediante a conexão de módulos adicionais.
2.5 Programação
O desenvolvimento de um programa para CLP passa pelos seguintes estágios:
- desenvolvimento da lógica;
- escrita das instruções ;
- edição do programa;
- impressão do programa;
- carga do programa no controlador e testes funcionais.
Existem diversas linguagens de programação de CLP’s que são padronizadas
pela norma IEC 61131-3 conforme podemos ver na tabela 1 [1].
21
Tabela 1 - Classificação das linguagens de programação segundo a IEC 61131-1
Classes LinguagensTabulares Tabela de decisão
Textuais Lista de instruções
Texto estruturado
Gráficas Ladder
Diagrama de blocos de funções
SFC (Sequence flow chart)
2.5.1 Linguagens tabulares
- Tabela de decisão: implementada através de uma tabela verdade. Em cada
linha há um conjunto de colunas que estabelece as combinações de saídas para cada
combinação de entradas. Esta linguagem caiu em desuso devido ao aparecimento de
linguagens mais simples e com mais recursos.
2.5.2 Linguagens textuais
- Lista de instruções: o programa é escrito numa seqüência de comandos
correspondentes às funções desejadas. Sua sintaxe é muito semelhante à linguagem
Assembler. Também está caindo em desuso devido à dificuldade de aprendizado e ao
surgimento de linguagens mais avançadas. Ainda tem aplicação na migração de
sistemas antigos para novos padrões.
Exemplo :
Sejam as entradas representadas pela letra I e as saídas pela letra O e a
expressão booleana: O5 = I1.I2.I3 + I4
LD I1
AND I2
AND I3
OR I4
ST O1
22
- Texto estruturado: linguagem de alto nível onde a ordem de execução não
importa. A programação se é feita de forma semelhante às linguagens Pascal e Basic.
Exemplo:
A mesma expressão booleana do exemplo anterior seria escrita da seguinte
forma: O1 = I1 AND I2 AND I3 OR I4
2.5.3 Linguagens gráficas
- SFC(Sequence Flow Chart): linguagem caracterizada pela representação
seqüencial das etapas do programa onde as transições entre as mesmas ocorrem
quando são atendidas condições determinadas pelo usuário. As grandes vantagens
dessa linguagem são a visualização mais clara do programa e a facilidade para
realização de alterações uma vez que o programa é escrito de forma segmentada, o que
facilita a modificação de um determinado trecho do mesmo.
Figura 2 Estrutura de um programa em SFC
- Diagrama de blocos: é uma linguagem bastante difundida nos controles de
processos industriais devido à facilidade de aprendizado e utilização. Na programação
são utilizados blocos com instruções padronizadas conectadas entre si conforme a
lógica desejada pelo usuário.
23
Exemplo:
Figura 3 - Programa em diagrama de blocos
- Linguagem de contatos(ladder): linguagem baseada na lógica de relés e
contatos dos painéis de comando tradicionais. É a linguagem mais difundida entre os
engenheiros pois a semelhança com os diagramas de comando tradicionais torna fácil
o aprendizado e a modernização de sistemas de comando antigos. Além dos elementos
básicos dos diagramas a relé (contatos, bobinas, etc). A denominação ladder vem da
forma como as linhas de programa são escritas entre duas barras verticais como se
fosse uma escada (ladder em inglês). Os diversos modelos de CLP possuem uma série
de outros recursos, tais como: temporizadores, contadores, operações algébricas,e
lógicas, funções de controle contínuo, manipulação de memória, etc.
Exemplo:
A mesma expressão booleana dos exemplos anteriores pode ser programada
da seguinte forma:
Figura 4 - Programa ladder
24
2.6 Aplicações dos CLP’s em controle de processos
Os CLP’s podem ser encontrados nas mais diversas aplicações industriais, tais
como partidas de motores, gerenciamento de etapas de processos, sistemas de controle
de qualidade, controladores PID, gerenciamento de redes industriais, etc.
Além da indústria, os CLP’s estão presentes atualmente na automação predial,
comandando sistemas de alarme, ar condicionado, iluminação, ventilação, etc.
Todas estas aplicações são possíveis graças ao estágio atual de
desenvolvimento dos microprocessadores, das interfaces de entrada e saída, das
ferramentas de software e à enorme variedade de equipamentos de campo (sensores,
medidores, válvulas, etc) produzidos em compatibilidade com os padrões de interface
dos CLP’s. Os controladores programáveis tendem a ocupar cada vez mais espaço na
automação de sistemas, industriais ou de outro tipo.
2.7 Conclusões
Neste capítulo foi feita uma breve apresentação dos CLP’s (Controladores
lógicos programáveis), destacando aspectos históricos, partes integrantes, tecnologias
e aplicações.
3 O CLP MITSUBISHI - HARDWARE
3.1 Introdução
Este capítulo tem como enfoque as características de hardware do CLP
Mitsubishi modelo FX1N -14MR-ES/UL e seus acessórios disponíveis no laboratório
do DEL e tem como objetivo auxiliar aqueles que futuramente utilizarem esses
equipamentos. Todas as informações aqui contidas foram extraídas do manual de
hardware da família FX de CLP’s da Mitsubishi. Após uma análise desse manual,
foram retiradas apenas as informações pertinentes ao equipamento utilizado, de modo
a tornar este texto uma fonte de consulta mais objetiva para os usuários do mesmo.
Estão disponíveis no laboratório do DEL os seguintes equipamentos:
- 01 CLP FX1N -14MR-ES/UL (unidade básica)
- 01 Módulo de entradas analógicas FX2N 4AD
25
- 01 Módulo de saídas analógicas FX2N 4AD
3.2 O CLP FX1N
Este modelo de CLP engloba numa mesma unidade as seguintes partes:
- Fonte de alimentação;
- Unidade central de processamento;
- Pontos de entradas digitais;
- Pontos de saídas digitais;
Devido a esse tipo de construção, é possível atender um grande número de
aplicações sem que seja necessário nenhum módulo adicional. Caso seja necessário um
sistema com mais recursos, é possível expandir facilmente o sistema através da
conexão de qualquer um dos diversos tipos de módulos adicionais existentes para este
equipamento.
3.2.1 Características físicas
As figuras 5 e 6 destacam as principais partes do CLP [2]
Figura 5 Vista frontal
26
Figura 6 - Vista com as tampas frontais removidas
Tabela 2 - Partes do CLP
1 Tampa frontal
2 Furos para fixação direta em superfícies planas
3 Parafusos de fixação dos conectores de entrada e saída
4 Conectores das entradas digitais e alimentação
5 Leds indicadores de estado das entradas digitais
6 Tampa da porta de expansão
7 Leds indicadores de estado do CLP (POWER,RUN,ERROR)
8 Leds indicadores de estado das saídas digitais
9 Encaixe para montagem em trilho DIN
10 Conectores das saídas digitais e da fonte de serviço 24V CC
11 Conector para equipamentos opcionais
12 Porta de expansão
13 Chave RUN/STOP
14 Porta de programação
15 Potenciômetros analógicos variáveis
27
Unidades opcionais podem ser instaladas removendo a tampa frontal e fixando
a nova unidade. O equipamento de que dispomos está equipado com um cartão de
comunicação RS 232 para permitir a conexão do CLP a um computador através de um
cabo serial ao invés de usar a porta de programação.
3.2.2 Conexões e características elétricas
A figura 7 mostra o layout das conexões elétricas do CLP [2].
Figura 7 - Layout das conexões elétricas
- Alimentação: é possível alimentar o CLP com tensões entre 100 e 240VAC
nas freqüências de 50 a 60 Hz. A alimentação é conectada nos terminais L, N e há
também um terminal para o aterramento do equipamento.
- Entradas digitais: O FX1N possui 8 entradas digitais (X0 a X7) acessíveis
pelos terminais localizados na parte superior do CLP. As especificações elétricas das
entradas digitais são descritas na tabela 3 [2].
Tabela 3 - Características elétricas das entradas digitais
Tensão de entrada 24VCC
Corrente de entrada 7mA por ponto
Corrente de chaveamento OFF-ON >4,5mA
Corrente de chaveamento ON - OFF <1.5mA
Tempo de resposta 10ms
Isolação elétrica Fotoacoplador
Indicação de operação Led aceso
28
- Saídas digitais: : O FX1N possui 6 saídas digitais (Y0 a Y5) acessíveis
pelos terminais localizados na parte inferior do CLP. As especificações elétricas das
saídas digitais são descritas na tabela 4 [2].
Tabela 4 - Especificações elétricas das saídas digitais
Descrição Saída a relé
Limites de interrupção
(carga resistiva)
Até 250VCA ou
30VCC
Corrente máxima por ponto
(carga resistiva)
2A/ponto ,
8ª/comum
Carga indutiva máxima 80VA
Máxima potência de
lâmpada incandescente 100W
Carga mínima 2mA para tensão
menor que 5V
Tempo de resposta
(off-on on-off) 10ms
Isolação do circuito Relé
Corrente de fuga de
circuito aberto ---------------------
Indicação de
operação Led aceso
3.2.3 Formas de conexão
- Controle de estados do CLP (RUN/STOP): O controle dos estados do CLP
podem ser controlados por [2]:
Chave RUN/STOP localizada na parte frontal do CLP;
Uma entrada de controle, definida pelos parâmetros do sistema;
Um computador remoto.
Obs: As duas primeiras opções funcionam em paralelo e o estado do CLP
depende das combinações entre eles (ver tabela 5) . A operação remota prevalece sobre
29
os outros dois modos. Quando o CLP está em RUN levado remotamente para STOP, é
preciso alterar um dos dois outros controles para STOP e depois para RUN para que o
CLP retorne ao estado RUN. Tabela 5 - Controle dos estados do CLP
Onde :
: ativada;
: desativada
Figura 8 - Controle através de uma entrada
- Entradas digitais: As entradas digitais podem ser conectadas de dois modos:
1- Modo sink :
Figura 9 - Conexão tipo sink
Chave
RUN/STOP
Entrada
de controle
Estado do
CLP
RUN
RUN
STOP
RUN
30
Como podemos ver na figura 9, a conexão tipo sink se caracteriza pela
conexão do ponto 0V da fonte de alimentação ao terminal “S/S” do CLP . Podemos
notar também que as entradas são ativadas pelo terminal 24 V . A alimentação (24
VDC) pode vir da fonte de serviço do CLP ou ainda de uma fonte externa.
2- Modo source:
Figura 10 - Conexão tipo source
Tabela 6 - Legenda das figuras 7 e 8
Item Descrição
1 Fonte de serviço (24 Vcc)
2 Sensor PNP (opcional)
3 Sensor NPN (opcional)1
4 Dispositivo de entrada
5 UCP FX1N
Na conexão tipo source (figura 10), o terminal 24V da fonte de alimentação é
conectado ao terminal “S/S” e as entradas são ativadas pelo terminal 0V.
1A função dos sensores NPN e PNP é parar a operação do CLP caso haja alguma anormalidade na tensão da
fonte. Este recurso só pode ser utilizado se for configurada uma entrada de controle dos estados do CLP.
31
Uma outra possibilidade é a conexão de leds nas entradas para sinalizar se as
mesmas estão ativas conforme mostra a figura 11:
Figura 11 - Conexão de leds às entradas digitais
- Saídas digitais: Cada saída digital possui dois terminais, que representam a
entrada e a saída do contato do relé. A figura 12 dá um exemplo de conexão típica de
saídas a relé:
Figura 12 - Conexão de saídas a relé
32
Tabela 7 - Legenda da figura 12
1 Terminal não usado
2 Fusível
3 Diodo para absorção de surtos
4 Intertravamento mecânico externo
5 Botão de parada de emergência
6 Filtro de supressão de ruído (C: 0,1μF,
R: 100-120Ω
7 Lâmpada incandescente
8 Válvula
9 Fonte CC
10 Fonte CA
3.3 Módulo de entradas analógicas FX2N – 4AD
3.3.1 Introdução
Este módulo faz parte do grupo dos blocos de funções especiais e tem como
função converter um sinal de entrada analógico em um valor digital que é armazenado
internamente (conversão A/D) . O módulo possui quatro canais de entrada e uma
resolução máxima de 12 bits.
Os sinais de entrada podem ser sinais de tensão (-10V a +10VDC) ou corrente
(4 a 20mA ou -20 a +20mA). A precisão da conversão A/D é de 5mV para sinais de
tensão e de 20μA para sinais de corrente. A seleção do tipo de operação (entrada de
tensão ou corrente) é feita através das ligações externas e pela programação do módulo
através de software.
A troca de dados entre o módulo e a UCP é feita através de 32 buffers de
memória de 16 bits cada. Através desses buffers é possível ler os valores digitais
33
resultantes da conversão dos sinais analógicos de entrada, fazer a seleção da operação
dos canais (tensão ou corrente), ajustar ganhos offsets de cada canal, velocidade de
conversão a ainda obter diagnósticos de erro. Para leitura e escrita dos valores nos
buffers de memória, devem ser considerados como unidades mV e μA para tensão e
corrente respectivamente [5].
3.3.2 Características físicas e conexões
As figuras 13 e 14 mostram as características físicas do módulo com destaque
para o cabo de extensão utilizado para conexão do módulo com a unidade principal ou
com o módulo ao lado formando um barramento de dados [5].
Figura 13 - Vista frontal do módulo FX2N - 4AD
34
Figura 14 - Vista sem a tampa frontal
3.3.3 Conexões
A figura 15 mostra os esquemas de conexão do módulo para entradas de
tensão e corrente.
Figura 15 - Esquemas de conexão das entradas analógicas
35
Para conexão dos equipamentos externos aos canais de entrada deve-se usar
um cabo de par trançado com blindagem (shield).
Oscilações e ruídos dos sinais de entrada induzidos na fiação podem ser
amenizados conectando um pequeno capacitor 0,1 a 0,47μF e tensão nominal de 25V.
Quando estiver usando entrada de corrente, os terminais V+ e I+ devem ser
curto-circuitados.
Se houver ruído elétrico excessivo, conecte o terminal FG do módulo ao
terminal de aterramento do módulo.
O terminal de aterramento do módulo deve ser conectado ao aterramento
da unidade principal.
3.3.4 Alimentação dos circuitos
Circuitos analógicos: 24VDC + 10%, 55mA (fonte externa)
Circuitos digitais: 5VDC, 30mA (alimentação interna provida pela unidade
principal através do cabo de extensão).
3.3.5 Características de funcionamento Tabela 8 - Aspectos funcionais do módulo FX2N - 4AD
Item Entrada de
tensão
Entrada de
corrente
Entradas analógicas1 -10V a +10VDC
(Rin = 200kΩ)
-20 a +20mA
(Rin = 25Ω)
Conversão A/D 16 bits armazenados em forma de
complemento de 2
Resolução 5mV 20μA
Precisão + 1% +1%
Velocidade de
conversão
15ms/canal (velocidade normal)
6ms/canal (alta velocidade)
1 Tensões que excedam +15 e correntes a partir de +32mA podem danificar o módulo.
36
A conversão A/D se dá de forma linear segundo um fator de escala.
As figuras 16, 17 e 18 mostram as escalas pré-ajustadas de fábrica para cada
faixa de funcionamento [5].
Figura 16 - Entrada de corrente -10V a +10V
Figura 17 - Entrada de corrente 4 a 20mA
37
Figura 18 - Entrada de corrente -20 a +20mA
As escalas podem ser ajustadas convenientemente através da modificação dos
ganhos e offsets dos canais conforme será mostrado no item 3.3.6.3
3.3.6 Buffers de memória
O módulo FX2N possui 32 buffers de memória através dos quais é possível
ajustar as característica do seu funcionamento e ler os valores digitais resultantes da
conversão dos sinais analógicos de entrada. A tabela 9 faz uma descrição das funções
de cada buffer de memória [5] .
Tabela 9 - Buffers de memória do módulo FX2N - 4AD
Buffer Conteúdo
*0 Inicialização dos canais (valor padrão = H0000)
*1 Canal 1 Esses buffers contêm o número de
amostras que serão utilizadas (1 a 4096)
no cálculo do resultado da conversão
(média).
*2 Canal 2
*3 Canal 3
*4 Canal 4
38
Buffer B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
5 Canal 1
Contém os resultados calculados a partir
do número de amostra declarado para
cada canal declarado nos buffers 1 a 4.
6 Canal 2
7 Canal 3
8 Canal 4
9 Canal 1
Contém o valor atual lido de cada
canal.
10 Canal 2
11 Canal 3
12 Canal 4
13 e 14 Reservados
15
Seleção da
velocidade de
conversão
0 para velocidade normal
15ms/canal
1 para alta velocidade
6ms/canal
16 a 19 Reservados
*20 Escrevendo 1 nesse buffer, todos os buffers retornam aos
valores de fábrica. Padrão = 0
*21 Bloqueia ou desbloqueia ajustes de ganho e offset
Padrão = 01 (desbloqueado)
*22 Liberar ajuste de
ganho e offset G4 O4 G3 O3 G2 O2 G1 O1
*23 Valor de offset (padrão = 0)
*24 Valor do ganho (padrão = 5000)
25 a 28 Reservados
29 Status de erro
39
30 Código de identificação do módulo (K2010)
31 Não pode ser utilizado
Os buffers marcados com “*” podem ter seus valores modificados através de
um PC e os que não possuem esta marca podem ser apenas lidos. No capítulo 4 serão
apresentados os comandos de programa necessário para a leitura e escrita nos buffers
de memória.
Para o ajuste dos ganhos e offsets, devem ser levadas em conta as seguintes
definições:
- Ganho : valor analógico de entrada quando o valor digital de saída for igual a 1000
(1V ou 1mA).
- offset : valor analógico de entrada quando o valor digital de saída for igual a 0.
3.3.6.1 Inicialização dos canais
A inicialização dos canais é feita através da escrita no buffer 0 de um número
hexadecimal de quatro caracteres (HOOOO) , um para cada canal respectivamente da
direita para a esquerda. Os respectivos valores de ajuste para os canais são [5]:
O = 0 : entrada de tensão de -10V a +10V;
O = 1 : entrada de corrente de 4 a 20 mA;
O = 2 : entrada de corrente de -20 a +20mA;
O = 3 : canal desativado.
Exemplo : o número H0023 corresponde à seguinte configuração:
Canal 1 : desativado;
Canal 2 : entrada de corrente de -20 a +20mA;
Canais 3 e 4 : entrada de tensão de -10V a +10V.
40
3.3.6.2 Mudanças na velocidade de conversão
Através da escrita de 0 ou 1 no buffer 15, pode-se selecionar a velocidade de
conversão. No entanto devem ser levados em conta os seguintes fatos :
-Para que velocidade de conversão seja constante, devem ser evitadas muitas
mudanças nos parâmetros do módulo durante o programa.
- Quando uma mudança na velocidade de conversão é feita, os buffers de 1 a
4 vão para os valores de fábrica imediatamente após a alteração. Esse detalhe deve ser
levado em conta quando a programa contiver uma operação de mudança de
velocidade de conversão.
3.3.6.3 Ajuste de ganho e offset
Quando o buffer 20 é ativado através escrita do valor 1, todas as configurações
do módulo analógico retornam aos valores de fábrica. Esta é uma maneira rápida de
desfazer modificações que não tiveram resultados satisfatórios.
Ao escrever (1,0) nos bits 1 e 0 respectivamente do buffer 21, os ajustes de
ganho e offset ficam bloqueados. Esta operação impede modificações inadvertidas por
parte do operador. Para autorizar novamente tais modificações, basta escrever (0,1) no
buffer 21.
Os valores de ganho e offset escritos nos buffers 23 e 24 são enviados para
registradores de memória não voláteis de ganho e offset de cada canal de entrada. Os
canais a serem ajustados são especificados pelos bits do buffer 22 .
Exemplo: Para ajustar o ganho e o offset do canal 1, deve-se escrever ‘1’ nos bits G1 e
O1 do buffer 22, escrever os novos valores nos buffers 23 e 24 e retornar o valor dos
bits G1 e O1 do buffer 22 para 0.
Os ganhos e offsets dos buffers 23 e 24 são armazenados em unidades de mV e
μA. Devido à resolução do módulo, a resposta real será em degraus de 5mV ou 20 μA.
41
3.3.6.4 Status de erro (buffer 29) Alguns bits do buffer 29 dão informações sobre o status de funcionamento do módulo conforme podemos ver na tabela 10.
Tabela 10 - Diagnósticos de erro ( buffer 29)
Bit 1 (ON) 0 (OFF)
0: erro
Se qualquer um dos bits
de 1 a 4 estiver ativo, a
conversão A/D é
paralisada
Não há erro
1: erro de ganho ou
offset
Os dados do ganhos ou
offsets armazenados na
EPROM estão
corrompidos ou houve um
erro durante o ajuste.
Dados de ganho e offsets
estão normais.
2: problema na fonte
de alimentação
Falha na alimentação
24VDC
Alimentação 24VDC
normal.
3: erro de hardware
Falha do conversor A/D
ou outro elemento de
hardware,
Hardware funcionando
normalmente
10: Erro de escala
digital
Saída digital é menor que
-2048 ou maior que
+2048
Valor digital de saúde
está normal.
11: Erro de cálculo de
média.
Número de amostras é
maior que 4097 ou menor
que 0.
Amostragem e média
normais.
12: ajuste de ganho e
offset bloqueado
Buffer 21 contém (1,0)
(bloqueado)
Buffer 21 contém (0,1)
(desbloqueado)
Os demais bits do buffer 29 são indefinidos.
42
Observação:
- Os valores dos buffers 20, 23 e 24 são copiados para a memória EPROM do
módulo. A memória EPROM tem uma vida útil estimada de 10000 ciclos (alterações) ,
por isso evite mudar esses buffers freqüentemente.
- Devido ao tempo de escrita da EPROM, é necessário um intervalo de 300ms
entre instruções que modificam essa memória, por isso deve ser considerado um
intervalo de tempo antes de escrever na EPROM pela segunda vez..
3.4 Módulo de saídas analógicas FX2N – 4DA
3.4.1 Introdução
Este módulo também faz parte do grupo dos blocos de funções especiais. Sua
função é converter um valor digital armazenado na memória do módulo em um valor
analógico nos terminais de saída (conversão D/A). O módulo possui quatro canais de
saída com resolução máxima de 12bits que podem ser usados como saída de tensão(-
10V a +10V com resolução de 5mV) ou corrente (0 a 20mA ou 4 a 20mA com
resolução de 20μA).
Assim como no módulo de entradas analógicas FX2N – 4AD, a seleção dos
modos de operação dos canais, ajuste de ganhos e offsets, leitura e escrita de valores e
demais operações são feitas através dos 32 buffers de memória de 16 bits internos ao
módulo [6].
3.4.2 Características físicas e conexões
Fisicamente, este módulo possui as mesmas características do módulo de
entradas que foi apresentado na seção anterior (figuras 13 e 14), tendo como única
diferença o fato de os terminais externos serem terminais de saída e não de entrada
como no caso anterior.
43
3.4.3 Conexões
As conexões típicas do módulo tanto para saídas de tensão como para saídas
de corrente são mostradas na figura 19 [6] .
Figura 19 - Conexões do módulo FX2N-4DA
Para conexão dos equipamentos externos aos canais de entrada deve-se usar
um cabo de par trançado com blindagem (shield). Este cabo deve estar separado dos
circuitos de alimentação para evitar a indução de ruídos elétricos.
A blindagem do cabo de saída deve ser aterrada no lado da carga
(Aterramento classe 3: 100Ω ou menos).
Ruídos elétricos e oscilações no sinal de saída podem ser amenizados com
a conexão de um capacitor de 0,1a 0,47 μF para 25V.
O terminal de aterramento do módulo deve ser conectado ao aterramento da
unidade principal (UCP).
Se os terminais de saída de tensão de um canal forem curto-circuitados ou
se forem conectadas cargas de corrente às saídas de tensão, o módulo pode ser
danificado.
Para alimentar o módulo, pode ser usada a fonte de serviço da unidade
principal .
Não conecte nada ao terminal não utilizado.
44
3.4.4 Alimentação dos circuitos
Circuitos analógicos: 24VDC + 10%, 200mA (fonte externa)
Circuitos digitais: 5VDC, 30mA (alimentação interna provida pela unidade
principal através do cabo de extensão).
3.4.5 Características de funcionamento Tabela 11 - Características de funcionamento do módulo FX2N-4DA
Item Saída de tensão Saída de corrente
Saídas analógicas
-10V a +10V
Resistência
externa de carga :
2kΩ a 1MΩ
0 a +20mA
Resistência externa
de carga: 500Ω
Entrada digital
16 bits, binária, com sinal (12bits
efetivos, sendo um para o sinal e 11
para o valor numérico)
Resolução 5mV 20μA
Precisão + 1% +1%
Velocidade de
conversão 2,1ms para os 4 canais
A conversão D/A obedece a uma escala linear que pode ser ajustada através de
modificações nos ganhos e offsets dos canais. As figuras 19, 20 e 21 mostram as
escalas pré-ajustadas de fábrica para cada modo de funcionamento [6].
45
Figura 20 - Saída de tensão -10V a +10V
Figura 21 - Saída de corrente 4mA a 20mA
Figura 22 - Saída de corrente 0mA a 20mA
3.4.6 Buffers de memória
O módulo FX2N-4DA possui 32 buffers de memória através dos quais é
possível ajustar as características de seu funcionamento e obter informações sobre
eventuais erros. A tabela 12 faz uma descrição de cada um desses buffers de memória
e seu conteúdo [6].
46
Tabela 12 - Buffers de memória do módulo FX2N - 4DA
Buffer Conteúdo
*0 Inicialização dos canais (valor padrão = H0000)
*1 Canal 1
Valores das saídas dos canais 1, 2, 3 e 4,
respectivamente
*2 Canal 2
*3 Canal 3
*4 Canal 4
*5E Modo de retenção de dados (Valor padrão = H0000)
6 e 7 Reservados
*8E Habilita ajuste de ganho e offset dos canais 1 e 2
*9E Habilita ajuste de ganho e offset dos canais 3 e 4
*10 Offset do canal 1
Unidade: mV ou μA
Valores iniciais:
- offset : 0
-ganho : 5000
*11 Ganho do canal 1
*12 Offset do canal 2
*13 Ganho do canal 2
*14 Offset do canal 3
*15 Ganho do canal 3
*16 Offset do canal 4
*17 Ganho do canal 4
18 e 19 Reservados
*20E Carregar configurações de fábrica (Valor inicial : 1)
*21E Habilitar e desabilitar modificações nos parâmetros do
módulo (valor inicial: 1)
22 a 28 Reservados
47
29 Status de erro
30 3020
31 Reservado
Os buffers marcados com “*” podem ter seus valores modificados através de
um PC . No capítulo 4 serão apresentadas instruções de programa para leitura e escrita
dos buffers de memória.
Para o ajuste dos ganhos e offsets, devem ser levadas em conta as seguintes
definições:
- Ganho : Valor analógico de saída quando o valor de saída digital (buffer 1 a 4) for
1000.
- offset : valor analógico de saída quando o valor de saída digital é 0.
Quando é selecionado o modo de saída de corrente 4 a 20mA , o offset do canal
é ajustado automaticamente para 4000 e o ganho para 20000, e quando é selecionado o
modo 0 a 20mA, o offset é ajustado para 0 e o ganho para 20000.
Os buffers de memória marcados com “E” são escritos na memória EPROM,
por isso não são perdidos quando há uma perda da alimentação.
Todos os parâmetros são alterados para os valores iniciais de fábrica quando o
valor armazenado no buffer 20 é alterado para 1.
3.4.6.1 Inicialização dos canais
A inicialização dos canais é feita através da escrita no buffer 0 de um número
hexadecimal de quatro caracteres (HOOOO) , um para cada canal respectivamente da
direita para a esquerda. Os respectivos valores de ajuste para os canais são:
48
O = 0 : saída de tensão de -10V a +10V;
O = 1 : saída de corrente de 4 a 20 mA;
O = 2 : saída de corrente de 0 a +20mA;
Exemplo : o número H0021 corresponde à seguinte configuração:
Canal 1 : saída de corrente 4 a 20mA;
Canal 2 : saída de corrente de 0 a 20mA;
Canais 3 e 4 : saída de tensão de -10V a +10V;
3.4.6.2 Modo de retenção de dados
Quando o CLP vai para o estado STOP, o último valor de saída quando o CLP
estava em RUN é mantido. Para retornar os valores de saída aos valores de offset da
seguinte forma:
O = 0 : Manter saídas
O = 1 : Retornar para o valor do offset.
3.4.6.3 Ajuste de ganho e offset
Os buffers 8 e 9 habilitam e desabilitam ajustes de ganho e offset dos canais através da
escrita de 1 nos dígitos hexadecimais correspondentes a cada canal. Os valores
correntes de ganho e offset serão mantidos até que seja dado um comando de
habilitação de ajuste.
Buffer 8 Buffer 9
O = 0: mudanças desabilitadas
O = 1: Executar mudanças
49
Os valores de ganho e offset dos canais são armazenados nos buffers 10 a 17
em mV ou μA . Após escrever todos os ganhos e offsets, deve-se modificar os buffers
8 e 9 para que as mudanças sejam executadas.
Quando o buffer 21 é alterado para 2, não é possível alterar qualquer
parâmetro do módulo mesmo se a alimentação for desligada. As alterações continuarão
desabilitadas até que o buffer 21 seja modificado para 1. O valor inicial é 1
(habilitado).
3.4.6.4 Status de erro (buffer 29) Alguns bits do buffer 29 dão informações sobre o status de funcionamento do módulo conforme podemos ver na tabela 13.
Tabela 13 - Diagnósticos de erro (buffer 29)
Bit 1 (ON) 0 (OFF)
0: erro Se qualquer um dos bits
de 1 a 4 for igual a 1 Não há erro
1: erro de ganho ou
offset
Há alguma anormalidade
nos dados de ganho e
offset
Dados de ganho e offset
estão normais.
2: problema na fonte
de alimentação
Falha na alimentação
24VDC
Alimentação 24VDC
normal.
3: erro de hardware
Falha do conversor A/D
ou outro elemento de
hardware,
Hardware funcionando
normalmente
10: Estouro de
limites
O valor da entrada digital
ou da saída analógica está
fora dos limites normais
Valor digital de saúde
está normal.
12: Mudanças
desabilitadas
Buffer 21 contém valor
diferente de 1
Buffer 21 contém 1
(mudanças habilitadas)
Os demais bits do buffer 29 são indefinidos.
50
Observação:
- A memória EPROM tem uma vida útil estimada de 10000 ciclos (alterações)
, por isso evite escrever programas que modifiquem esses buffers freqüentemente.
- Devido ao tempo de escrita da EPROM, é necessário um intervalo de 3s
entre instruções que modificam o buffer 0 e instruções que modifiquem os buffers 10 a
17.
3.5 Conclusões
Este capítulo fez uma descrição das características do hardware do CLP FX1N
e dos módulos de FX2N-4AD e FX2N-4DA baseando-se em informações extraídas
dos manuais dos respectivos equipamentos. O capítulo seguinte complementa este com
uma apresentação dos recursos de software disponíveis para este sistema.
51
4 O CLP MITSUBISHI - SOFTWARE
4.1 Introdução
O capítulo anterior apresentou o hardware do CLP FX1N e dos módulos de
entradas e saídas analógicas. Este capítulo complementa o anterior discutindo os
recursos de software disponíveis para este sistema. Após este capítulo, o leitor deve ser
capaz de utilizar este sistema numa grande quantidade de aplicações de automação e
controle. O CLP FX1N admite duas das linguagens apresentadas no capítulo 2, ladder e
SFC . Alem de comandos básicos, é possível utilizar também uma série de funções
especiais que permitem uma grande flexibilidade no uso deste equipamento.
4.2 Dispositivos programáveis
Cada modelo de CLP possui um certo número de entidades ou dispositivos
internos programáveis e denominações especiais para cada um deles. No caso do FX1N,
estes dispositivos são nomeados através de letras como podemos ver a seguir [3]:
X: entradas digitais acessíveis fisicamente através dos terminais externos do CLP.
Y: saídas digitais acessíveis fisicamente através dos terminais externos do CLP.
T: temporizadores internos.
C: contadores internos.
M: Relés internos auxiliares (alguns são indicadores de operações internas do CLP).
S: Relés de estados (ladder) ou etapas de programa (SFC).
D: Registradores internos de dados de 16 bits.
52
4.3 Comandos básicos
Esta seção aborda os comandos básicos das linguagens suportadas por este
modelo de CLP.
4.3.1 Ladder
A tabela relaciona os principais comandos da linguagem ladder e os
dispositivos que podem ser associados aos mesmos [3]: Tabela 14 - Comandos básicos em ladder
Símbolo Descrição Dispositivos
associados
Contato NA
(normalmente aberto) X,Y,T,C,S,M
Contato NF
(normalmente fechado) X,Y,T,C,S,M
( ) Bobina Y,T,C,S,M
Contato de pulso na
transição positiva (OFF-ON) Y,T,C,S,M
Contato de pulso na
transição negativa (OFF-ON)Y,T,C,S,M
[ ] Instrução especial -----------
53
4.3.2 SFC
A tabela 15 mostra os principais símbolos utilizados nos programas escritos
em SFC [3]. Tabela 15 - Comandos básicos em SFC
S
ímbolo Descrição
Etapa ou estado inicial
Etapa ou estado
Transição
Jumper
4.4 Descrição dos dispositivos programáveis
4.4.1 Entradas digitais (X)
Representam as entradas físicas do CLP e são utilizadas associadas a contatos
NA e NF. Quando uma entrada é ativada, os contatos associados a ela mudam seus
estados, ou seja, os contatos NA fecham-se e os contatos NF se abrem. As entradas
digitais normalmente são numeradas de forma octal (sem utilizar os algarismos 8 e 9).
O modelo de CLP abordado neste texto (FX1N-14MR) possui 8 entradas digitais mas
é capaz de endereçar até 128 pontos de entradas digitais caso sejam conectados
módulos adicionais. A figura 23 dá um exemplo de como as entradas digitais devem
ser declaradas no programa.
54
Figura 23 - Exemplo de aplicação de entradas digitais
Neste programa, temos um contato NA associado à entrada X0 e um contato
NF associado a X1. Enquanto a entrada X0 estiver energizada, o contato NA associado
a ela estará fechado e enquanto X1 estiver energizada, seu respectivo contato NF
permanecerá aberto.
4.4.2 Saídas digitais (Y)
Representam as saídas físicas do CLP e podem ser associadas a contatos NA,
contatos NF ou bobinas. A unidade principal FX1N-14MR possui 6 saídas digitais e
pode endereçar até 128 pontos. Assim como as entradas digitais, as saídas também são
numeradas em octal. A figura 23 dá um exemplo de programação utilizando uma
entrada digital.
Figura 24 - Exemplo de programação de saídas digitais
O exemplo acima ilustra uma aplicação típica nos sistemas de acionamento de
motores. Ao ativar e entrada X0, seu contato NA se fecha ativando a saída Y1. O
contato NA de Y1 em paralelo com o de X0 é o chamado “contato de selo”. Após
retirar a alimentação da entrada X0, seu contato NA retorna à posição normal, mas a
bobina de Y1 continua ativada através de seu contato NA que se fechou quando a
bobina foi ativada. A bobina de Y1 só será desativada quando a entrada X1 for
ativada, abrindo assim seu contato NF.
55
4.4.3 Temporizadores (T)
4.4.3.1 Temporizadores não-retentivos
São dispositivos internos que permitem a temporização de operações dentro do
programa. Ao inserir um temporizador no programa, inserimos uma bobina associada
ao nome de um temporizador (T0 a T255) e uma constante decimal1 que representa o
multiplicador da escala do temporizador(10 ou 100ms). Por exemplo: se quisermos
programar um temporizador cuja escala é de 100ms para atuar em 12,3 segundos, a
constante decimal a ser escrita é 123 pois: 123*0,1s = 12,3s. A figura 24 ilustra este
exemplo.
Figura 25 - Programação de temporizadores
Na figura 24 temos o temporizador T20 que possui fator de escala 100ms
programado para atuar em 12,3s e seu contato NA acionando a bobina da saída Y0.
Quando a entrada X0 for energizada, a bobina de T20 será ativada e então começará a
contagem de tempo. Ao final de 12,3s o contato aberto de T20 se fechará e a saída Y0
será ativada. Ao ser desativada a entrada a entrada X0, a bobina de T20 é desativada e
a contagem de tempo retorna para zero e seu contato se abre.
4.4.3.2 Temporizadores retentivos
Um temporizador retentivo mantém o valor corrente da contagem de tempo
quando sua bobina é desativada. Quando a bobina é reativada a contagem continua do
ponto onde foi interrompida. Como não são reiniciados pela desativação das bobinas,
os temporizadores retentivos precisam de uma instrução especial de reset para retornar
ao seu estado inicial. A figura 26 exemplifica o uso de um temporizador retentivo.
1 Constantes decimais são devem ser antecedidas pela letra K. Ex: K100 é a representação do número 100. A
declaração de constantes hexadecimais de 16 bits é feita inserindo e letra H antes do número. Ex.: H1000
56
Figura 26 - Utilização de temporizador retentivo
Neste exemplo, quando X1 é energizada, T250 começa a contagem do tempo
até o seu valor de ajuste (34,5s) quando seu contato NA se fecha e Y1 é ativada. Caso
X1 seja desativada, a contagem de tempo fica parada até que seja ativada novamente.
Ao fim do tempo programado, só é possível reiniciar o temporizador com a ativação
da instrução “RST” através da energização da entrada X2 .
4.4.3.3 Temporizadores disponíveis
Os temporizadores são numerados de forma decimal e como vimos
anteriormente diferem entre si pelo fator de escala (1,10ou 100ms) e pelo tipo de
operação (retentivos ou não-retentivos). A tabela 16 faz relaciona os temporizadores
disponíveis para o modelo de CLP abordado por este texto [3]. Tabela 16 - Temporizadores
Tipo e escala Quantidade e
designação
Não-retentivo 100ms 200 (T0 a T99)
Não-retentivo 10ms 46 (T200 a T245)
Retentivo 1ms 4 (T246 a T249)
Retentivo 100ms 6 (T250 a T255)
57
4.4.4 Contadores (C)
Os contadores são inseridos no programa na forma de uma bobina combinada
com contatos NA ou NF . A designação desses dispositivos é decimal (C0 a C234)
sendo possível a programação de 4 tipos de contadores como podemos ver na tabela
17 [3]: Tabela 17 - Contadores
Contador Quantidade e
Designação
Unidirecional de 16 bits 16(C0 a C15)
Unidirecional de 16 bits
com latch 184 (C16 a C199)
Bidirecional de 32 bits 20 (T200 a T219)
Bidirecional de 32 bits
com latch 15 (T220 a T234)
4.4.4.1 Contadores unidirecionais de 16 bits
Nesse tipo de contador, o valor corrente é incrementado a cada vez que sua
bobina é ativada até atingir o limite programado que pode estar entre 0 e 32.767. Ao
atingir o valor programado os contatos do contador mudam de estado (os NF abrem e
os NA se fecham). Para fazer com o que o contador retorne a zero, é preciso utilizar a
instrução RST . O valor limite da contagem é inserido diretamente na forma de uma
constante decimal ou ainda a partir de um valor armazenado num registrador de dados.
A programação a partir de um registrador é feita simplesmente substituindo a
constante pelo nome do registrador que contem o valor a ser programado no contador.
Por exemplo: Se quisermos carregar um contador com 100 podemos fazer isso
diretamente inserindo a constante K100 na declaração do contador ou escrever D0 que
poderia ser um registrador carregado com o valor 100. A figura 27 ilustra uma
aplicação típica de um contador unidirecional.
58
Figura 27 - Aplicação de contador unidirecional
4.4.4.2 Contadores unidirecionais de 16 bits com latch
Contadores que possuem latch são capazes de reter a valor corrente da
contagem mesmo com o desligamento do CLP. No momento em que o CLP é religado,
o contador é carregado novamente com o último valor de contagem corrente no
momento do desligamento.
4.4.4.3 Contadores bidirecionais de 32 bits
São contadores capazes de incrementar ou decrementar o valor da contagem a
cada vez que suas bobinas são ativadas. A direção de contagem é determinada pelos
estados das bobinas dos relés internos auxiliares (M) . Como vimos na tabela 17, os
contadores bidirecionais vão de C200 a C234, temos portanto associados a eles os
relés auxiliares M8200 a M8234 de forma que se um determinado relé M8xxx estiver
ativo, o contador Cxxx associado a ele será decremental. Por outro lado, se M8xxx
estiver inativo, Cxxx será incremental. A contagem pode ser ajustada para valores
59
entre -2.147.483.648 e +2.147.483.64. A figura 28 ilustra a operação desse tipo de
contador.
Figura 28 - Contador bidirecional
Na figura 27 temos o contador C200 carregado com 5 sendo controlado pelo
seu respectivo relé auxiliar M8200. Vemos que quando M8200 está inativo, C200
conta de forma crescente conforme sua bobina é ativada pela entrada X4. Quando
M8200 é ativado pela entrada X2, C200 começa a decrementar o valor de contagem.
Temos também uma instrução de reset acionada pela entrada X3.
4.4.4.4 Contadores bidirecionais de 32 bits com latch
Além de serem bidirecionais, esses contadores possuem a característica de
armazenar o valor corrente da contagem num latch, preservando-o mesmo quando o
CLP é desativado. Quando o CLP é reativado, a contagem continua do ponto onde foi
interrompida.
60
4.4.5 Relés auxiliares
São dispositivos internos representados por bobinas associadas a contatos (NA
ou NF). Alguns deles podem ser usados livremente pelo usuário dentro do programa e
outros servem para sinalizar estados do CLP, resultados de operações, erros ou ainda
controlar outros dispositivos como foi visto no caso dos contadores bidirecionais.
4.4.5.1 Relés gerais
Estes relés podem ser usados para compor a lógica do programa mas vale
ressaltar que são dispositivos existentes apenas internamente e não são capazes de
acionar cargas externas. Apenas as saídas podem acessar cargas externas ao CLP. A
tabela 18 relaciona us relés de uso geral. Tabela 18 - Relés de uso geral
Tipos de relés Quantidade
(numeração)
Relés gerais 384
(M0 a M383)
Relés gerais
com latch
1152
(M385 a M1535)
Total disponível 1536
Os relés que possuem latch retêm o último estado no momento em que o CLP
foi desativado e retornam a esta condição quando o CLP é reativado.
4.4.5.2 Relés especiais de diagnóstico
Estes relés indicam estados e operações específicas do CLP e podem ser
divididos em dois grupos:
a) Relés indicadores de operações internas : suas bobinas não podem ser
controladas pelo usuário mas seus contatos podem ser usados no programa. Alguns
dos principais são :
M8000: run monitor - fica ativo enquanto o CLP está no estado RUN;
61
M8002: pulso inicial - é ativado momentaneamente quando o CLP passa de
STOP para RUN;
M8011: pulso de relógio de 10ms de período;
M8012: pulso de relógio de 100ms de período;
M8012: pulso de relógio de 1s de período;
M8013: pulso de relógio de 1min de período;
M8061: erro de hardware.
b) Relés de controle de operações: a ativação das bobinas força a execução de
determinadas operações e seus contatos podem ser utilizados no programa. Alguns
dos principais são:
M8033: todos os estados das saídas são retidos quando a operação do CLP é
paralisada;
M8034: todas as saídas são desabilitadas;
M8039: o CLP passa a operar com um tempo de varredura fixo determinado
pelo valor em ms armazenado em D8039.
M8035: forçar modo de operação;
M8036: força o CLP a ir para RUN;
M8037: força o CLP a ir para STOP;
4.4.6 Relés de estado (S)
Estes relés podem ter suas bobinas e contatos usados inseridos no programa
mas só existem internamente e não podem acessar nenhum terminal externo de saída
do CLP. Uma aplicação particular destes relés é representação de estados nos
programas editados em STL (programas editados em ladder com características de
SFC). O CLP FX1N possui 1000 relés de estados (S0 a S999) dotados de latches .
62
4.4.7 Registradores de dados (D)
Os registradores de dados que compõem a memória de dados que pode ser
utilizada para armazenar valores de 16 ou 32 bits. A numeração desses dispositivos é
decimal (D0 a D8255) e são divididos em várias categorias como podemos ver na
tabela 19 [3].
Tabela 19 - Registradores de dados
Registradores Quantidade
(numeração)
Registradores de
uso geral
128
(D0 a D127)
Registradores com
latch
7872
(D128 a D7999)
Registradores de
diagnóstico
256
(D8000 a D8255)
Registradores de
arquivo
7000
(D1000 a D7999)
Registradores
ajustáveis
2
(D8030 a D8031)
4.4.7.1 Registradores de uso geral
Estes registradores podem ser utilizados para armazenar valores numéricos ou
binários . Cada registrador possui 16 bits mas é possível armazenar valores e 32 bits
em dois registradores consecutivos. No caso do armazenamento de valores numéricos,
o bit mais significativo (MSB) indica o sinal do número armazenado. Como podemos
ver na figura 29, ao armazenar um valor de 32 bits, o registrador de menor índice
guardará os bits mais significativos e o de maior índice, os bits mais significativos.
Esta operação é feita automaticamente pelo sistema quando é detectada uma operação
de 32 bits, por isso o usuário deve estar atento a esse detalhe ao usar registradores em
seu programa [3].
63
Figura 29 - Armazenamento de dados nos registradores
Observações:
- Os dados contidos nesses registradores são perdidos quando o CLP passa de RUN
para STOP. Para que seja possível a retenção dos dados é preciso ativar o relé especial
auxiliar M8033. Outra maneira de preservar os dados é escrevê-los nos registradores
que possuem lacth.
- Quando há no programa uma instrução que modifique o valor contido num
registrador, a alteração só ocorrerá de fato ao fim do ciclo de varredura atual.
4.4.7.2 Registradores especiais de diagnóstico
Os registradores especiais são usados para controlar e monitorar diversos
modos e dispositivos internos do CLP. Os dados desses registradores são carregados
com os valores padrão de fábrica quando o CLP é ligado. Alguns desses registradores
são :
D8000 - Ajuste do watchdog timer1 (padrão: 200ms);
D8010 - Tempo do ciclo de varredura atual (em unidades de 0,1ms);
D8011 - Tempo mínimo do ciclo de varredura (em unidades 0,01ms) ;
D8012 - Tempo máximo do ciclo de varredura (em unidades 0,01ms);
D8039 -Ajuste do tempo em ms de ciclo de varredura quando é ativado o
modo de tempo de varredura fixo ( M8039 ativado).
1 O watchdog timer informa o limite de tempo do ciclo de varredura dentro do qual a execução do programa é
considerada normal. Caso o programa exceda esse limite, um status de erro é emitido.
64
4.4.7.3 Registradores de arquivo
Estes registradores podem ser alocados na memória EPROM em blocos de
500 pontos. Por ser alocado no espaço de parâmetros do CLP, cada bloco de 500
registradores de arquivo, equivale a 500 a perda de 500 passos de programa1. Os dados
dos registradores de arquivo são mantidos até mesmo quando o CLP é desligado e só
podem ser modificados por uma instrução especial (BMOV).
.
4.4.7.4 Registradores ajustáveis externamente
Os registradores D8030 e D8031 podem ter seus valores modificados através
dos dois potenciômetros existentes na face frontal do CLP FX1N (figura 29). O
conteúdo desses registradores pode ser ajustado de 0 a 255 sem nenhuma operação
computacional [3].
Figura 30 - Ajuste de registradores externamente
1 Passos de programa: é quantidade de operações que serão realizadas para executar uma determinada instrução.
Instruções básicas normalmente correspondem a 1 passo de programa, outras mais complexas podem chegar a 5.
65
4.5 Instruções especiais
As funções especiais tornam o CLP um equipamento mais versátil pois dão ao
usuário condições de resolver problemas mais complexos que os possíveis apenas com
as funções básicas. Para melhor compreensão, as funções especiais serão descritas em
grupos, destacando suas características e sintaxes de programação. Para tornar mais
fácil o entendimento do leitor, deve ser levada em conta a seguinte convenção [3]:
S: operando fonte
D: operando destino
m e n: número de elementos.
4.5.1 - Instruções de controle de fluxo de programa
4.5.1.1 Ponteiros (P)
Embora pertençam à categoria dos dispositivos programáveis, os ponteiros
foram incluídos nesta seção por sempre estarem necessariamente associados com uma
instrução de salto condicional. O CLP FX1N permite a programação de 128 ponteiros
numerados em decimal. O ponteiro 63 aponta fim do programa. A sintaxe de
programação dos ponteiros será descrita juntamente com a instrução de salto associada
a ele (CJ).
4.5.1.2 CJ : salto condicional
Quando ativada, esta função desvia o programa para um trecho marcado por
um ponteiro válido. Alem disso, o trecho de programa localizado entre a instrução CJ e
o ponteiro apontado por ela será ignorado.
66
Exemplo:
No exemplo acima temos a
instrução CJ sendo controlada pela
entrada X0 e a saída Y1 controlada pela
entrada X1. Quando X0 for ativada, a
execução é desviada para o trecho apontado por P0 e a saída Y0 será ativada.
Enquanto a instrução estiver ativa, Y1 não terá seu estado alterado mesmo que X1 seja
ativada. Ao apontar o ponteiro 63 com a instrução CJ, o programa será
automaticamente desviado para a instrução END. Um mesmo ponteiro pode ser
apontado por várias instruções CJ mas o trecho de programa apontado por ele tem que
ser único.
4.5.1.3 CALL : Chamada de sub-rotina
Esta instrução também é usada combinada com ponteiros e desvia o programa
para uma sub-rotina que após ser executada retorna ao programa principal a partir do
ponto em que foi chamada.
Exemplo:
No trecho de programa ao lado, quando X0 for
ativada, a execução será desviado para a linha
apontada por P10 e o CLP executará as linhas
seguintes até encontrar a instrução SRET quando
retornará ao ponto imediatamente após a chamada
da sub-rotina. A instrução FEND indica o fim de
um bloco do programa principal e a instrução SRET indica o fim de uma sub-rotina e o
retorno ao programa principal.
67
4.5.1.4 Ponteiros de interrupção (I)
Esses ponteiros apontam para rotinas de interrupção e a exemplo dos ponteiros
normais, são declarados à esquerda da linha de programa que possui a primeira
instrução da rotina de interrupção.
As interrupções apontadas por esses ponteiros são associadas à entradas da
seguinte forma [3]:
Exemplo:
No trecho de programa, temos uma rotina de
interrupção sendo ativada na transição positiva
da entrada X1. A instrução IRET determina o
fim da rotina de interrupção e o retorno ao
programa principal. Ponteiros de interrupção
devem ser usados apenas depois de instruções
FEND. Outras duas instruções associadas a interrupções são EI e DI que habilitam e
desabilitam respectivamente o processamento de interrupções. Estas instruções afetam
as interrupções ocorridas em trechos de programas abaixo delas.
4.5.1.5 WDT: Atualização do watchdog timer
Como vimos anteriormente, o watchdog timer verifica se o tempo do ciclo de
varredura não excede um limite estabelecido. Caso isso ocorra, a execução do
programa é paralisada e um status de erro é informado. Esta instrução atualiza o valor
limite do watchdog timer para o valor atual de tempo do ciclo de varredura ate o ponto
atual.
68
Sintaxe:
Exemplo:
O valor padrão do watchdog timer é 200ms pode ser alterado através do
registrador D8000 através da seguinte linha de programa:
Neste exemplo o valor de D8000 está sendo alterado para 150.
4.5.1.6 FOR, NEXT : Início e fim de um looping
A instrução FOR possui apenas um operando fonte (S) de 16 bits que é o
número de vezes que o bloco de instruções até a instrução NEXT será executado. Este
operando pode ser uma constante decimal ou hexadecimal, um contador, um
temporizador ou ainda um registrador de dados.
Exemplo:
69
É possível programar até 5 níveis de looping do tipo FOR/NEXT mas deve-se ter
cuidado para não aumentar muito o tempo de varredura.
4.5.2 Instruções de movimentação e comparação
4.5.2.1 CMP : Comparação
Compara um valor S1 com outro valor S2 e o valor é indicado por 3 bobinas
consecutivas (M, Y ou S) a partir do primeiro endereço inserido no operando D. A
indicação dos resultado segue a seguinte seqüência:
S2 menor que S1 - Dispositivo D é ativado;
S2 igual a S1 - Dispositivo D+1 é ativado;
S2 maior que S1- Dispositivo D+2 é ativado.
Exemplo:
4.5.2.2 ZCP : Comparação dentro de um intervalo
Esta instrução funciona de forma similar a instrução CMP e faz a comparação
de um valor S3 é comparado a um intervalo entre S1 e S2 e sinaliza o resultado em D.
Os valores S1, S2 e S3 são de 16 bits, podem ser inseridos diretamente através de
constantes decimais, hexadecimais ou ainda indiretamente através de qualquer outro
dispositivo de 16 bits.
A operação da função ZCP é descrita a seguir :
S3 é menor que S1 e S2 : D é ativado.
S3 é igual ou está entre S1 e S2: D+1 é ativado.
70
S3 é maior que S1 e S2 : D+2 é ativado.
Exemplo:
4.5.2.3 MOV: Movimentação de dados
Quando a instrução MOV é ativada, o conteúdo do dispositivo fonte (S) é
movido para o dispositivo destino (D). É possível também mover constantes (decimais
ou hexadecimais) diretamente para registradores.
Exemplo:
Se desejarmos mover a constante hexadecimal H0050 para o registrador D10,
precisaríamos escrever a seguinte linha de programa:
4.5.2.4 BMOV : Movimentação de blocos de dados
Esta instrução faz a movimentação de n dados de uma série de elementos
consecutivos S para a mesma quantidade de outros elementos D. As seqüências dos
operandos fonte e destino começam a partir do primeiro elemento declarado o
programa.
Exemplos:
71
4.5.2.5 BCD: Conversão de código binário para BCD
Os bits contidos no operando fonte (S) são convertidos no código BCD
correspondente que é armazenado no operando destino (D). O valor convertido pode
chegar a 9999 em 16 bits ou até 99.999.999 em 32 bits. Caso sejam extrapolados esses
valores, ocorrerá um erro. No caso de uma operação de 32 bits, a instrução BCD se
torna DBCD.
Exemplos:
Operação de 16 bits
Operação de 32 bits
72
4.5.2.6 BIN: Conversão de BCD para binário
Esta instrução faz exatamente o inverso da função BCD. Um valor em código
BCD armazenado no dispositivo fonte em seu equivalente em código binário e
armazena o resultado no dispositivo destino. Se o valor fonte não estiver no formato
BCD, ocorrerá um erro.
Exemplo:
4.5.3 Operações lógicas e aritméticas inteiras
4.5.3.1 ADD: Adição
Esta instrução faz a adição algébrica (com sinal) de dois operandos (S1 e S2)
de 16 ou 32 bits e armazena o resultado num terceiro operando especificado pelo
usuário.
Exemplo:
Um mesmo dispositivo (S1 ou S2) pode ser usado como fonte e destino da
operação de soma. Isto é muito comum em programas que utilizam acumuladores,
onde a operação de soma é realizada várias vezes. Caso o resultado da operação seja 0,
o relé auxiliar M8020 será ativado automaticamente para sinalizar esta condição. O
relé M8022 sinaliza quando o resultado excede os limites positivos 32.767 (16bits) ou
2.147.483.647 (32 bits) e o relé M8021 sinaliza o quando o resultado excede os limites
negativos -32.768 ou -2.147.483.647.
73
4.5.3.2 SUB: Subtração
Os dados contidos em dois dispositivos S1 e S2 são subtraídos (S1 – S2) e
resultado é armazenado no dispositivo especificado. As características da função SUB
referentes aos operandos e à sinalização de resultados são as mesmas da função ADD
descrita anteriormente.
Exemplo:
4.5.3.3 MUL: Multiplicação
Os conteúdos de dois dispositivos (S1 e S2) são multiplicados e o resultado é
armazenado num dispositivo (D) especificado. Ao utilizar a instrução MUL, alguns
detalhes devem ser levados em conta:
- Uma multiplicação de dois operandos de 16 bits produzirá um resultado de
32 bits que será armazenado em dois dispositivos consecutivos de 16 bits mesmo
que sua magnitude não exceda o limite de um dispositivo.
Exemplo:
Supondo que no registrador D0 tenhamos armazenado o valor 5 e o
registrador D2 esteja carregado com 7, o resultado da multiplicação (35), será
armazenado nos registradores D4 e D5 como uma palavra de 32bits.
- De forma similar, dois operandos de 32 bits produzirão um resultado de 64
bits que será armazenado em 4 registradores consecutivos.
74
4.5.3.4 DIV: Divisão inteira
O primeiro operando S1 é dividido pelo segundo S2 sendo o resultado e o
resto armazenados em dois dispositivos consecutivos onde o primeiro guardará o
quociente e o segundo o resto.
Exemplo:
Neste exemplo, o valor armazenado em D0 será dividido pelo valor armazenado em
D2 sendo o quociente armazenado em D4 e o resto em D5.
Divisões entre operandos de 16 bits produzirão quocientes e restos de 16 bits e
divisões de 32 bits produzirão quocientes e restos de 32 bits.
4.5.3.5 INC: Incrementar
O valor contido no operando destino é incrementado em uma unidade. O
operando destino pode ser de 16 ou 32 bits.
Exemplo:
4.5.3.6 DEC: Decrementar
O valor contido no operando destino é decrementado em uma unidade. Assim
como na instrução INC, são permitidos operandos de 16 ou 32 bits.
4.5.3.7 WAND, WOR, WXOR: AND, OR e XOR lógicos
Estas instruções realizam as operações lógicas bit a bit entre as palavras
binárias armazenadas em dois dispositivos S1 e S2 e armazenam o resultado no
dispositivo destino. Os operandos podem ser de 16 ou 32 bits.
Exemplos:
75
4.5.4 Instruções de rotação e deslocamento
4.5.4.1 SFTR: Pilha de estados
Esta instrução copia os estados de n2 dispositivos do tipo bit (X,Y,M e S) para
uma pilha de bits de tamanho n1. Para cada adição de n2 bits, os dados já existentes na
pilha de bits são deslocados n2 bits para a direita.
Exemplo:
4.5.5 Operações com dados
4.5.5.1 ZRST: Reset múltiplo
Um intervalo de dispositivos consecutivos (D1 a D2) inclusive os dois
destinos declarados na linha de programa retornam aos seus estados inicias
simultaneamente. Os dispositivos devem ser todos do mesmo tipo e o limite. Por
exemplo, se quisermos reiniciar simultaneamente os relés M500 a M599, deveremos
utilizar a seguinte linha de programa:
76
4.5.6 Processamento em alta velocidade
4.5.6.1 REF: Atualização de entradas e saídas
Esta instrução força a atualização imediata de uma seqüência de n entradas ou
saídas consecutivas a partir do primeiro endereço declarado em S. Esta atualização é
feita durante o ciclo de varredura normal do CLP quando é processada a instrução
END e no primeiro passo do ciclo seguinte. A instrução REF é utilizada somente
quando há a necessidade de uma atualização imediata. O número de entradas ou
saídas a serem atualizadas deve ser um múltiplo de 8.
Exemplo:
Esta linha de programa atualiza os estados de 8 entradas de X10 a X17.
4.5.6.2 SPD: Contar pulsos de encoder
Esta função conta o número de pulsos recebidos no dispositivo apontado por
S1 durante o tempo especificado em S2 (em ms) e armazena em no dispositivo D+1.O
tempo restante para o fim do intervalo de contagem é armazenado em D+2 e o
resultado da última contagem é armazenado em D. Esta função é muito útil em
aplicações de cálculo de velocidade.
Os dispositivos utilizados devem ser:
- S1: X0 a X5;
- S2: K, H, T ou C
- D: D, C ou T
77
Exemplo:
Valor corrente da contagem
Valor acumulado da última contagem
Tempo restante do intervalo definido
Uma feita a contagem do número de pulsos, pode se calcular a velocidade
matematicamente conforme as expressões abaixo:
Velocidade linear (km/h) = nSD
*2*3600 *10³
Onde n = número de divisões lineares do encoder por quilômetro
Velocidade radial (rpm) = 2*
*60SnD *10³
Onde n = número de pulsos de encoder por rotação.
78
4.5.6.3 PLSY : Gerar pulsos
Esta instrução gera uma seqüência de S2 pulsos na saída especificada por D na
freqüência S1. As freqüências podem ser de 1 a 132.767Hz para operações de 16 bits e
de 1 a 100kHz para operações de 32 bits. O número de pulsos pode ser de até 32.767
em 16 bits ou até 2.147.483.647pulos. Quando o número de pulsos especificado é
atingido, o relé M8029 é ativado. Esta instrução é mais apropriada para módulos de
saída a transistor pois saídas a relé terão sua vida útil diminuída se utilizadas.
Exemplo:
Emissão do número de pulsos armazenado em D0 na freqüência de 1000Hz
através da saída Y0.
4.5.6.4 PWM: Modulação de largura de pulso
Esta instrução gera um trem de pulsos com largura definida durante um
intervalo tempo também definido. Esta instrução pode ser usada somente uma vez
dentro do programa .
Os parâmetros da função são:
S1: Tempo durante o qual são emitidos os pulos em ms;
S2: Largura dos pulsos em ms;
D: Saída que emitirá os pulsos (Y0 ou Y1).
Exemplo:
79
4.5.7 Instruções de controle
4.5.7.1 ALT: Alternar estado
Cada vez que essa instrução é executada, o estado do dispositivo destino é
invertido, ou seja, se o dispositivo estiver ativo, será desativado e se estiver inativo
será ativado. Esta instrução só se aplica a dispositivos do tipo bit (X,M e S).
Exemplo:
4.5.7.2 RAMP: Rampa
Esta instrução varia o valor um valor do registrador de destino D entre dois
limites definidos S1 e S2 durante n ciclos de varredura sendo o número do ciclo de
varredura atual armazenado em D=1. Quando a execução está completa (D = S2), o
relé auxiliar M8029 é ativado para sinalizar esta condição. Pode-se construir uma
rampa ascendente ou descendente de acordo com os parâmetros S1 e S2 . Os
parâmetros S1, S2 e D devem ser registradores e n deve ser uma constante decimal ou
hexadecimal de 16 bits.
Exemplo:
80
4.5.8 Instruções para controle de dispositivos externos de entrada e saída
4.5.8.1 FROM: Leitura de um bloco de função especial
Esta instrução faz a leitura dos buffers de memória de um bloco de função
especial para armazenando os dados no CLP. A instrução faz a leitura de n palavras
consecutivas de 16 bits de dados começando do buffer de memória m2 do bloco de
função especial localizado na posição m1. Os dados são copiados para n dispositivos
consecutivos do CLP (normalmente registradores) a partir do primeiro endereço
indicado por D. Cada bloco de função especial é endereçado de 0 a 7 começando
daquele mais próximo da unidade principal como podemos ver na figura 30.
Figura 31 - Endereçamento de blocos de funções especiais
Exemplo:
Cópia dos dados de 6 buffers de memória do módulo n° 2 da figura 30 a partir
do buffer n° 10 para 6 registradores a partir de D10.
4.5.8.2 TO: Escrita em blocos de funções especiais
A instrução TO é a instrução complementar da instrução FROM vista
anteriormente. Ao ser ativada, esta instrução copia n palavras de dados a partir do
endereço S para n buffers de memória do bloco de função especial localizado na
81
posição lógica m1 a partir do endereço m2. Além de copiar dados armazenados em
registradores do CLP para os buffers do bloco, pode-se também escrever diretamente
constantes decimais ou hexadecimais.
Exemplo:
Copiar somente o valor armazenado em D20 para o buffer de memória 10
localizado na posição lógica 2 de um bloco de função especial.
Exemplo:
Para ilustrar o uso combinado das instruções FROM e TO, apresentaremos dois
exemplos básicos de programação dos blocos de FX2N-4AD (Entradas analógicas) e
FX2N-4DA (saídas analógicas):
1) Bloco de entradas analógicas [5]:
O código de identificação do bloco na
posição 0 é copiado para D4 e
comparado com o do FX2N-4AD. Se
for igual , M1 é ativado.
Os canais 1 e 2 são programados para
entrada de tensão e os canais 3 e 4 são
desativados.
O número de amostras válidas para os
canais 1 e 2 é ajustado para 4.
Checagem de erro.
Se não houver erro,os valores dos
buffers 5 e 6 são copiados para D0 e
D1.
82
2) Bloco de saídas analógicas [6]:
Checagem do código de identificação do
bloco na posição 1.
Programação dos 4 canais
Inserção dos valores digitais de entrada
Carregar valores de saída
Verificação de erro
Sinalização de erro.
4.5.8.3 ASCI: Conversão de hexadecimal par ASCII
Uma seqüência de n valores hexadecimais armazenados em n dispositivos a
partir do primeiro endereço declarado em S e os converte em caracteres ASCII que são
armazenadas em n registradores a partir do primeiro endereço declarado em D.
Exemplo:
4.5.8.4 HEX: Conversão de ASCII para hexadecimal
Quando ativada, a instrução HEX faz conversão de dados no formato ASCII
para hexadecimal seguindo o mesmo procedimento descrito para a função ASCI.
83
4.5.8.5 PID: Malha de controle PID
Esta instrução compara o valor atual da saída S2 de um processo e compara
com um valor de referência S1 . A diferença (erro) entre estes valores é processada
através de uma malha de controle PID e uma ação corretiva (sinal de controle) é
gerada . O sinal de controle a ser aplicado na entrada atual é armazenado em D. Os
parâmetros do controlador são inseridos através de 25 registradores de dados
consecutivos a partir do primeiro endereço apontado por S3.
Exemplo 1:
Observações:
- Cada aplicação possui características próprias que demandarão algumas
tentativas e erros até atingir os parâmetros ideais para a instrução PID.
- Para aplicações onde não é necessário um controle PID completo, é possível
implementar um controle PI, P ou PD através da manipulação individual dos
parâmetros.
- É possível inserir vários loops PID ao longo do programa mas é preciso ter
cuidado ao fazê-lo pois se trata de uma instrução de alta complexidade e portanto tem
grande influência no tempo de processamento do programa.
Equações do controle PID
Para o cálculo do sinal de controle são utilizadas as seguintes equações:
- Operação direta: Quando a saída do sistema normalmente está acima do
valor de referência. Um exemplo disso são prédios que necessitam de sistemas de ar
condicionado. Sem o condicionamento de ar, a temperatura estará acima do valor
desejado, então é necessário diminuir a saída do sistema (temperatura).
84
- Operação reversa: Quando a saída do sistema normalmente está abaixo do
valor de referência. Um exemplo dessa condição é a temperatura de um forno que será
sempre menor que o valor de referência a menos que ocorra alguma ação de controle
como a ativação do elemento de aquecimento.
Equações:
Operação direta
Operação reversa
85
Onde:
EVn = valor atual do erro
EVn-1 = valor do erro na anterior
SV = valor de referência (S1)
PVn = valor atual de saída do processo (S2)
PVnf = valor calculado da saída
PVnf-1 = valor de saída na iteração anterior
PVnf-2 = valor da saída a duas atrás
ΔMV = mudança no sinal de controle
MVn = ação de controle (D)
Dn = ação derivativa
Dn-1 = ação derivativa anterior
Kp = constante proporcional
α = filtro de entrada
Ts = tempo de amostragem
TI = constante de tempo da ação integral
TD = constante de tempo da ação derivativa
KD = constante derivativa
A instrução PID é apenas um algoritmo matemático e sempre que ativada fará a
manipulação dos valores de entrada e calculará uma saída. Compete ao usuário
certificar-se de que estes valores são pertinentes ao processo que deseja controlar.
Ajuste dos parâmetros
Os parâmetros da instrução PID são inseridos em 25 registradores consecutivos
a partir de S3 mas apenas 7 destes parâmetros devem ser inseridos pelo usuário, os
outros são utilizados para operações internas da instrução.
86
Tabela 20 - Parâmetros da instrução PID ajustados pelo usuário
Registrador
S3+P
Parâmetro
nome /função Descrição Faixa de ajuste
S3+0 Tempo de amostragem
Ts
Intervalo de tempo entre a
amostragem dos sinais 1 a 32767ms
S3+1 Direção de operação e
controle de alarmes
b0: (0/1) Operação
direta/reversa
b1= (0/1) habilitar/desabilitar
alarmes
b3 a b15: reservados
_____________
S3+2 Filtro de entrada α O filtro de entrada atenua
oscilações e ruídos dos sinais . 0 a 99%
S3+3 Ganho proporcional
Kp
Altera a parte proporcional do
sinal de controle 1 a 32767%
S3+4
Constante de tempo
integral
TI
Tempo em que a ação
derivativa atinge magnitude
igual a da ação proporcional.
O valor 0 desabilita a parte
integral do controlador
(0 a 32767)
*100ms
S3+5 Ganho derivativo
KD
Altera a porção derivativa do
sinal de controle 1 a 100%
S3+5 Constante de tempo
derivativa TD
Tempo em que a ação
derivativa atinge magnitude
igual a da ação proporcional.
O valor 0 desabilita a parte
derivativa do controlador.
(0 a 32767) *10ms
87
Exemplo de parametrização
D500: Ts = 500ms
D501: Operação direta e alarmes
desabilitados
D502: filtro de entrada α = 50%
D503: Kp = 75%
D504: TI = 200ms
D505: KD = 50%
D506: TD = 30ms
Valor de referência
Leitura do valor de saída do sistema
através de um bloco de entradas
analógicas.
Execução da instrução PID e
armazenamento do sinal de controle
calculado em D525.
4.5.9 Instruções de comparação com efeito de contato
Se o resultado da comparação entre dois valores ( S1 e S2) for verdadeiro, a
instrução se torna um contato fechado.
Exemplo:
88
As comparações podem ser usadas como únicos contatos da linha, em série ou em
paralelo com outros contatos e bobinas. Os operandos da comparação podem ser de 16
ou 32 bits.
4.6 Software de programação (GX Developer 7)
Esta seção complementa o estudo do CLP FX1N com a apresentação do
software utilizado para programá-lo, o GX Developer 7 da MELSOFT , um ambiente
que permite editar o programa, descarregá-lo para o CLP, monitorar as variáveis do
sistema on-line e ainda copiar um programa armazenado no CLP para o computador
[4]. Todos esses recursos serão descritos ao longo desta seção de modo a tornar o leitor
apto a trabalhar com o equipamento de maneira eficiente e objetiva.
4.6.1 Abrindo o programa
Após instalação do software, que é muito simples, ele estará disponível no
menu Iniciar. Para abrir programa, clique em: Iniciar Programas MELSOFT
Aplication GX Developer.
89
A seguinte janela se abrirá:
Na tela inicial do programa podemos ver que a maioria das ferramentas está
desabilitada. As barras de ferramentas e menus disponíveis variam de acordo com cada
tipo de programa e operação que estiver sendo realizada.
90
4.6.2 Menus, janelas e ferramentas
4.6.2.1 Barra de títulos e barra de menus.
A barra de título exibe o nome do projeto que está sendo executado no
momento e informa o tipo modo de exibição atual (edição, leitura, monitoramento).
A barra de menus é dá acesso a menus padrão do programa, que são:
- Project: comandos principais de gerenciamento dos arquivos que compõem
o projeto ( novo, abrir, fechar , salvar, imprimir, etc).
- Edit: comandos padrão de edição (copiar, colar, recortar, desfazer, etc) e
ainda outros específicos para programas em ladder ou SFC.
- Find/Replace: Busca e substituição de elementos do programa (dispositivos,
instruções, blocos, etc).
- Convert: comandos de compilação do programa e checagem de erros de
sintaxe.
- View: comandos de gerenciamento de visualização de objetos (comentários,
zoom, barras de ferramentas visíveis, etc).
- Online: comandos de interação com o CLP quando ele está (escrita, leitura,
monitoramento, etc).
- Diagnostics: Comandos de monitoramento das condições do sistema.
- Tools: Comandos de ajuste e teste do sistema..
- Window: comando de gerenciamento das janelas que compõem o projeto.
- Help: opções de ajuda sobre o programa.
O acesso à barra de menus pode ser feito através de mouse ou ainda através do teclado
pressionando-se a tecla alt juntamente com a primeira letra do menu que deseja
acessar.
91
4.6.2.2 Barras de ferramentas padrão
Nesta barra se encontram as ferramentas que são comuns a todos os programa (edição,
leitura e escrita no CLP, teste de dispositivos,etc).
4.6.2.3 Barras de ferramentas de edição de programas
Nestas barras estão as ferramentas utilizadas para a edição e compilação de
programas em ladder ou SFC . As barras são habilitadas de acordo com o tipo de
programa que estiver sendo editado no momento.
4.6.2.4 Janela de visualização e edição de programas
92
Nesta janela é possível editar o programa graficamente e monitorar seu
funcionamento quando o CLP está conectado ao PC.
4.6.2.5 Janela de gerenciamento do projeto
Nesta janela podem ser acessados os componentes do projeto (programa,
memória, parâmetros e comentários). Quando é selecionado algum dos componentes,
se abre uma janela que permite a visualização de e edição de suas propriedades.
93
4.6.3 Edição de programas
4.6.3.1 Criando um novo programa
Para que um novo programa possa ser criado, ele precisa estar vinculado a um
projeto. No menu Project selecione a opção New Project ou na barra de ferramentas
padrão clique no botão . A seguinte caixa de diálogo aparecerá:
Nesta caixa de diálogo, escolha a família e o tipo de CLP , o tipo de programa
(ladder ou SFC), selecione o local e o nome com que o projeto será salvo e clique em
OK. Após isto a janela de edição do tipo de programa escolhido se abrirá.
4.6.3.2 Abrindo um projeto já existente
No menu Project, selecione a opção Open project ou clique em . A seguir
selecione o diretório onde seu projeto foi salvo em seguida o arquivo desejado.
94
Clique em Open e a janela de edição se abrirá.
4.6.4 Edição de programas
Após termos criado um projeto, é necessário editar o programa e os demais
componentes (memória, comentários e parâmetros). O programa é a parte principal do
projeto pois é nele que está contida a lógica de operação do CLP. Como visto
anteriormente, podemos programar em ladder ou SFC . A edição de programas pode
ser feita de forma bem confortável no GX Developer devido a sua interface gráfica
amigável.
4.6.4.1 Programação em ladder
Quando criamos novo um programa ladder, a barra de ferramentas ladder é
habilitada. A edição pode ser feita utilizando os botões da barra de ferramenta ou ainda
as teclas de atalho que são indicadas nos próprios botões como pode ser visto na tabela
21 [4].
95
Tabela 21 - Botões da barra de ferramentas ladder
Botão Descrição Tecla de atalho
Contato aberto F5
Contato aberto
em paralelo Shift+F5
Contato fechado F6
Contato fechado
em paralelo Shift+F6
Bobina F7
Instrução especial F8
Linha horizontal F9
Linha vertical Shift+F9
Apagar uma linha
horizontal Ctrl+F9
Apagar uma linha
vertical Ctrl+F10
Contato de pulso na
transição positiva Shift+F7
Contato de pulso na
transição negativa Shift+F8
Contato de pulso na
transição positiva em
paralelo
Alt+F7
Contato de pulso na
transição negativa em
paralelo
Alt+F8
96
Inverter operação Ctrl+Alt+F10
Desenhar
manualmente F10
Apagar desenho
manual Alt+f10
A janela de edição terá o seguinte aspecto:
A linha contendo a instrução END é inserida automaticamente quando um
novo programa é criado.
Para iniciar a edição selecione esta linha e escolha um elemento a ser inserido
através da barra de ferramentas ou uma tecla de atalho. Ao clicar em um botão, uma
caixa de diálogo se abrirá para que você informe o nome do dispositivo associado ao
elemento que está sendo inserido (bobina ou contato) e os parâmetros do mesmo caso
haja. Digite o nome do dispositivo e clique em OK (ou tecle Enter) .
97
A edição é feita da esquerda para a direita até ser inserida uma bobina ou
contato quando a linha é finalizada. Repare que a linha de programa fica semelhante a
um circuito elétrico.
98
Note que a linha editada aparece em cinza, isto significa que ela ainda não foi
compilada. Podemos compilar o programa acessando o menu Convert , clicando no
botão ou ainda pressionando a tecla F4. Caso haja algum erro de sintaxe no
programa, uma mensagem de erro é exibida e a compilação é cancelada. Corrija o erro
indicado pela mensagem e execute a compilação novamente. A tela do programa ficará
branca novamente indicando que ele está correto.
Para inserir contadores e temporizadores, clique no botão e na caixa de
diálogo de dispositivos digite o nome do dispositivo, dê um espaço e em seguida digite
o valor de ajuste (decimal ou hexadecimal). Por exemplo, a inserção do temporizador
T1 programado para 10s teria a seguinte sintaxe: T1 K100.
Para inserir instruções clique no botão da barra de ferramentas ladder e
a caixa de diálogo digite o nome da instrução e seus parâmetros separados por espaços
a exemplo dos contadores e temporizadores.
99
Comentários , declarações e notas podem ser inseridos através dos botões
da barra de ferramentas de edição de programas . O programa pode ser
visualizado também na forma de lista de instruções clicando no botão .
100
4.6.4.2 Programação em STL (Step ladder)
Programas em STL nada mais são que programas ladder com características
de SFC, ou seja, programas divididos em estados ou etapas [3]. Os blocos do programa
em STL quando convertidos para SFC originam blocos SFC e os trechos do programa
escritos em ladder convencional, são convertidos em blocos ladder. Para converter um
programa de ladder para SFC, selecione o menu Project e clique em: Edit
Data Change program type.
A estrutura de um programa STL é definida pelos relés de estado (S1 a S999)
e pelas instruções SET, RST,STL e RET.
A instrução SET força a ativação da bobina do dispositivo indicado, que se
mantém ativo até que seja ativada a instrução RST apontando para o mesmo
dispositivo.
Um bloco de programa STL é delimitado pelas instruções STL e RET e só é
executado quando o relé de estado indicado pela instrução STL for ativado por uma
instrução SET. Podemos escrever blocos de programa em STL intercalados com
101
blocos de programa ladder normais. A desativação dos estados se dá pela instrução
RST.
Exemplo:
Neste exemplo temos um bloco de programa em STL com dois estados (S0 e S10)
onde a transição entre eles é controlada pela entrada X0. As linhas de programa que
não estão entre as instruções STL e RET são tratadas como blocos de programa em
ladder convencional.
A conversão deste programa para SFC resultaria em um bloco ladder e um bloco SFC
com o seguinte conteúdo:
O estados 0 e 10 no programa SFC correspondem aos estados S0 e S10 no
programa STL .O programa STL agora está contido dentro dos estados. A próxima
seção tornará mais clara a relação entre STL e SFC .
102
4.6.4.3 Programação em SFC
Os programas em SFC nada mais são que um conjunto de subprogramas
escritos em outra linguagem. No caso do CLP abordado por este texto, os blocos SFC
são fundamentalmente conjuntos de subprogramas ladder, o que permite total
aproveitamento das informações vistas até agora.
Quando a opção SFC é selecionada na janela de criação de projetos, abre-se a
janela de edição com a estrutura do programa principal que consiste numa lista dos
blocos que compõem o programa. No caso de estarmos criando um novo programa, a
lista de blocos estará vazia.
Para inserir um bloco, dê um duplo numa linha da lista e escolha o tipo de
bloco que deseja inserir (ladder ou SFC) atribua um título um título a ele.
1) Edição de blocos ladder
São permitidos até 11 blocos ladder na lista de blocos. Estes blocos
geralmente são usados para gerenciar as atividades dos blocos SFC que contém a
lógica do programa propriamente dita . A edição desses blocos é feita do mesmo modo
103
que num programa ladder convencional . Os blocos SFC somente podem ser
chamados dentro dos blocos ladder através de seus estados iniciais, como acontece nos
programas STL.
Para iniciar a edição de um bloco ladder, dê um duplo clique sobre o seu título
na lista de blocos. A janela de edição se abrirá e a barra de ferramentas ladder será
habilitada, nela você deve definir a seqüência em que os blocos serão ativados através
dos relés de estado S0 a S9 . Cada relé representa o estado inicial de um bloco SFC,
portanto podemos ter no máximo 10 blocos SFC .
104
Exemplo :
Neste exemplo podemos ver que além de controlar a seqüência de execução do
programa, os blocos ladder permitem também todas as outras operações realizadas nos
programas convencionais tais como acionar temporizadores e saídas digitais.
Para voltar à janela da lista de blocos, vá até a janela de gerenciamento do projeto,
selecione o item Program e dê um duplo clique em MAIN você tiver escrito apenas um
programa ou em caso de haver mais de um, escolha aquele que deseja visualizar. Os
comandos da janela de gerenciamento do projeto (New, Copy, Delete, Rename e
Change program type) são exibidos clicando com o botão direito do mouse no item
desejado.
105
2) Edição de blocos SFC
Na janela principal, dê um duplo clique sobre o nome de um dos blocos SFC .
A janela de edição se abrirá e a barra de ferramentas SFC será habilitada. Repare que o
estado inicial já é inserido automaticamente numerado entre 0 e 9. A janela á direita é
a janela ladder onde é feita a edição internados estados e das transições.
106
A tabela 22 descreve os botões disponíveis na barra de ferramentas SFC [7].
Tabela 22 - Barra de ferramentas SFC
Botão Descrição Tecla de atalho
Inserir estado F5
Inserir jump para outro
estado F8
Inserir linha vertical Shift+F9
Definir jump reset Ctrl+5
Desenhar linha vertical Alt+F5
Desenhar divergência
seletiva Alt+F7
Desenhar convergência
seletiva Alt+F9
Desenhar convergência
simultânea Alt+F10
Desenhar divergência
simultânea Alt+F8
Apagar linha vertical Ctr+F9
Inserir transição F5
Inserir convergência
seletiva F6
Inserir divergência
simultânea F7
Inserir convergência
seletiva F8
107
Inserir convergência
simultânea F9
Definir jump normal Ctrl+1
Repare que algumas teclas de atalho são utilizadas para mais de uma função, isto é
possível porque os botões são habilitados e desabilitados de acordo com o trecho de
programa que está sendo editado. Para melhor entendimento, devemos definir com
mais detalhes cada elemento de um diagrama SFC:
- Estado: subprograma ladder correspondente a uma determinada etapa da lógica do
programa principal. O primeiro estado de um bloco é chamado estado inicial.
- Transição: Habilita a próxima etapa do programa desde que seja satisfeita uma
determinada condição. A condição é escrita em ladder na forma de um contato de um
dispositivo em série com o símbolo TRAN. Este símbolo não está disponível na barra
de ferramentas, para inseri-lo, você vê dar um duplo clique na linha de programa e na
caixa de diálogo digitar TRAN.
- Jump: especifica para que estado será habilitado após uma transição. Um jump pode
apontar para estados dentro do mesmo bloco ou em outros blocos. Um jump pode ser
configurado para operação normal ou reset. Quando configurado como reset, um jump
causa a reinicialização do estado apontado por ele.
108
- Divergência seletiva: várias transições em paralelo ligadas a estados diferentes. As
condições determinadas por cada transição determinam qual estado será habilitado.
- Divergência simultânea: uma única transição habilita vários estados ao mesmo
tempo. Podemos ter até 16 estados paralelos.
- Convergência seletiva: várias transições apontam para um mesmo estado.
109
- Convergência simultânea: vários estados apontam para uma mesma transição.
4.6.5 - Inserindo comentários
Durante a edição do programa, seja em ladder ou SFC, podemos inserir
comentários associados a cada dispositivos que estamos utilizando como por exemplo
indicar que uma determinada entrada digital está conectada a um sensor ou que uma
saída aciona uma lâmpada. Como vimos anteriormente, isto pode ser feito pela barra
de ferramentas através do botão da barra de ferramentas de edição de programas.
Basta clicar no botão,dar um duplo clique sobre o local desejado e escrever o
comentário na caixa de diálogo.
110
Uma outra forma de fazer isso é abrindo a lista de comentários na janela de
gerenciamento do projeto. Selecione o item Device comment e dê um duplo clique em
COMMENT. Uma lista de dispositivos se abrirá, nela você pode selecionar o
dispositivo que desejar e atribuir um comentário a ele.
111
4.6.6 Alterando parâmetros do sistema
Abaixo do item Device comments encontra-se o item Parameters. Após
selecionar este item, dê um duplo clique em PLC parameters. A janela de parâmetros
do CLP se abrirá.
Esta permite modificar alguns parâmetros do sistema para adequar seu funcionamento
à aplicação que será executada. Esta janela possui cinco abas:
- Memory capacity: Capacidade de memória do CLP, geralmente ajustada
automaticamente em função do tipo de CLP usado.
- PLC name: você pode dar um nome ao CLP para tornar mais fácil a sua identificação
dentro de uma rede por exemplo.
- I/O assigment : Definir o número de entradas e saídas endereçáveis.
112
- PLC system(1): Definição do tipo de modem conectado ao CLP (caso haja) e também
da entrada de controle utilizada para controlar o estado de operação do CLP
(RUN/STOP) da maneira vista no 3.2.3 .
- PLC system(2): Configurações de comunicação (protocolo, taxa de transferência,
etc.)
4.6.7 Acesso à memória do CLP
O GX Developer permite que sejam definidos os valores a serem carregados
nos registradores de dados do CLP diretamente sem o uso de instruções de programa.
Ainda na janela de gerenciamento do projeto, selecione o item Device memory e dê um
duplo clique em MAIN . Na janela de memória, selecione os registradores e escreva os
valores que desejar.
113
4.6.8 Escrever no CLP
Após escrever o programa e ajustar todos os componentes do projeto, temos
que transferir todas essas configurações para o CLP [4]. A escrita no CLP pode ser
feita através do comando Write to PLC do menu Online ou clicando no botão da
barra de ferramentas padrão. Antes de iniciar a escrita, devemos selecionar quais
configurações queremos transferir para o CLP marcando os itens da janela de
transferência.
Após selecionar os itens que deseja transferir, clique em Execute e a
transferência começará. Antes de iniciar a escrita, uma mensagem será exibida
pedindo permissão para colocar o CLP em STOP durante o processo de escrita. Você
deve clicar em Sim. Ao fim da escrita, uma outra mensagem é exibida pedindo que
você autorize o retorno do CLP ao estado RUN. Você pode permitir a operação
automaticamente ou fazer isso através dos métodos já vistos no item 3.2.3 .
114
4.6.9 Ler do CLP
Assim como é possível transferir programas e configurações do CLP, é
possível também importar as configurações e o programa que estão em sua memória
para o PC [4]. Esta opção é muito útil quando precisamos modificar configurações do
sistema mas não temos em mãos os dados originais. A leitura de dados do CLP pode
ser feita através da opção Read from PLC do menu Online ou clicando no botão
da barra de ferramentas padrão. A janela de transferência se abrirá agora para que você
escolha os dados que quer importar. Selecione os item que deseja e clique em
Execute.
4.6.10 Monitorar a operação do CLP online
4.6.10.1 Modo de monitoramento
Quando o CLP está conectado ao PC (diretamente ou via rede), podemos
monitorar os estados dos dispositivos através da tela do GX Developer. Para isso,
clique no botão para mudar do modo de escrita para o modo de monitoramento.
Ao fazer isso, os dispositivos que estiverem ativos vão aparecer em destaque na tela.
Registradores, contadores e temporizadores vão exibir os seus valores atuais.
115
Para voltar ao modo de escrita, basta clicar no botão .
4.6.10.2 Forçar a operação de dispositivos
Podemos forçar a operação de contatos para simular sinais de entrada ou ainda
alterar valores de registradores, contadores temporizadores e observar o resultado. Para
isso, clique em Online Debug Device test ou clique no botão . Na janela de
teste de dispositivos, há um espaço para forçar a operação dos dispositivos do tipo bit
(X,,S,M) e outro para carregar os dispositivos do tipo Word (C,T,D) e ainda os buffers
de memória de blocos de funções especiais. Para forçar a operação de um dispositivo,
clique no contato que deseja operar, abra a janela Device test e em FORCE ON para
ativar o contato, em FORCE OFF para desativar ou em Toggle force para inverter seu
estado. Você pode também abrir a janela Device test e digitar o nome do dispositivo
que deseja operar.
116
Para modificar dispositivos do tipo word, digite o nome do dispositivo no
campo Device e insira o valor desejado no campo Setting value clique em SET.
117
Para alterar buffers de memória de blocos de funções especiais, habilite os
campos Buffer memory Module start I/O e Adress que representam o endereço lógico
do bloco e o número do buffer de memória respectivamente.Após endereçar o buffer
de memória a ser modificado, escreva o novo valor no campo Setting value e clique
em SET. Os valore escritos podem ser decimais inteiros (16 ou 32 bits) ou
hexadecimais.
118
4.6.10.3 Configuração da comunicação
Clique em Online Transfer setup você verá uma janela com que mostra as
configurações de comunicação do CLP com o PC e ainda detectar os módulos de rede
que estiverem instalados com a opção Conection test. É possível também visualizar a
estrutura de comunicação através da opção System image ou ainda testar a
comunicação entre PC e CLP através da opção Tel (FXCPU).
119
4.6.10.4 Monitorar os registradores de dados
Podemos monitorar também os conteúdo dos registradores de dados do CLP e
modificar seus valores diretamente se necessário. Clique em Online Monitor
Device batch e em seguida selecione o primeiro registrador a ser exibido na janela de
visualização e clique em Start monitor.
Para modificar o valor de algum registrador, dê um duplo clique na linha
desejada e após a abertura da janela Device test siga o mesmo procedimento descrito
no item 4.6.10.2 .
120
4.7 O Simulador (GX Simulator)
O simulador é um recurso muito valioso no desenvolvimento de programas para
CLP’s, pois permite ao usuário detectar e corrigir erros no programa sem transferí-lo
efetivamente para o controlador .
O GX Simulator, apesar de ser instalado individualmente, atua integrado ao GX
Developer, visto na seção anterior. Este simulador permite monitorar e realizar
operações como se o CLP estivesse conectado ao computador. A única exceção são os
blocos de funções e especiais, que não podem ser simulados [8].
4.7.1 – Iniciando o GX Simulator
Após instalado, o GX Simulator aparece como um botão na barra de
ferramentas do GX Developer . Ao clicar nesse botão, o GX Simulator é iniciado co o
primeiro passo da Simulação que é a descarga do programa para o CLP.
121
A janela LADDER LOGIC TEST TOOL indica os estados do CLP (RUN,
STOP e ERROR) como se fosse o equipamento real.
Além disso, esta janela dá acesso a algumas ferramentas de simulação através
do menu Start. Para utilizar estas ferramentas, clique em Start Device memory
monitor para abrir a janela de monitoramento. Os menus dessa janela englobam todos
os recursos de monitoramento que estariam disponíveis se o CLP estivéssemos
utilizando um CLP real. Esses menus são:
122
Device Memory: é o equivalente da janela Device test do GX Developer.
Nesse menu, os dispositivos são exibidos em forma de listas e seus estados podem ser
alterados.
- Timing chart : os estados de todos os dispositivos do tipo bit presentes no
programa são monitorados num diagrama de tempo.
Outra forma de monitorar a simulação é simplesmente proceder como se
o CLP real estivesse presente, ou seja, seguir os procedimentos descritos no item
4.6.10.
123
4.8 Conclusão
Neste capítulo, fizemos um estudo sobre os recursos de software disponíveis
para o CLP FX1N. Foram estudados as linguagens de programação ladder e SFC, as
instruções suportadas por este modelo de CLP, a ferramenta de programação GX
Developer e o simulador GX Simulator.
Após este capítulo, o usuário deve estar apto a desenvolver seus projetos,
simulá-los e implementá-los e interpretar os resultados. O próximo capítulo tem como
objetivo sedimentar os conhecimentos adquiridos até agora através de algumas
experiências didáticas que simulam situações reais .
124
5 EXPERIÊNCIAS DIDÁTICAS DE LABORATÓRIO
5.1 Introdução
Este capítulo traz experiências didáticas que visam aplicar as informações
apresentadas neste, fazendo com que o usuário se familiarize com o sistema e com os
recursos que ele oferece. Cada experiência tem um objetivo específico para que
usuário utilize os vários tipos de comandos e se torne capaz de combiná-los na
resolução de problemas.
5.2 Aplicações com sinais digitais
Experiência 01 : Sistema de bombeamento de água
Objetivo: Utilização dos comandos básicos em ladder
Em um edifício, uma das tarefas do CLP é controlar o sistema de
bombeamento de água de um reservatório subterrâneo até um reservatório superior
localizada no topo do edifício. No reservatório superior estão instalados dois sensores
125
de nível, um de nível superior (NS) que apresenta nível lógico ‘1’ quando o
reservatório está cheio e outro de nível inferior (NI) que apresenta nível lógico ‘1’
quando a água está abaixo do nível mínimo e é necessário ligar a bomba. No
reservatório inferior há outro sensor (NM) que apresenta nível lógico ‘1’ quando a
água está abaixo do nível mínimo permitido para ligar a bomba. Edite e simule um
programa para o CLP FX1N que faça o controle da bomba tendo como entradas os
sensores e ainda dois botões para ligar e desligar manualmente a bomba e como saídas
o sinal para o contator que controla o motor da bomba e três lâmpadas de sinalização
(“bomba ligada”, “Bomba desligada”, “Sem água”).
Experiência 02: Sistema de ar condicionado
Objetivo: Praticar a programação de temporizadores
Num supermercado, o sistema de ar condicionado central deve ser controlado
por um CLP FX1N de modo que a temperatura mantenha-se sempre abaixo ou no
máximo igual valor ajustado. Quando o valor de ajuste é ultrapassado, um termostato
envia um comando para ligar o sistema de ar condicionado. O sistema de ar
condicionado é composto basicamente por dois estágios: ventilação e refrigeração.
Quando recebe o comando do termostato, o sistema deve acionar a ventilação e após 1
minuto, a refrigeração. Ao ser atingida a temperatura ajustada, o termostato desativa o
sistema de refrigeração. Edite e simule um programa em ladder para controle desse
sistema.
126
5.3 Aplicações com sinais analógicos
Experiência 03: Tratamento de efluentes
Objetivos: Utilização dos módulos conversores A/D (FX2N-4AD) e D/A (FX2N-4DA)
e aplicação da instrução de comparação.
Desenvolva um programa para controlar o PH do efluente de uma unidade
industrial (vide figura abaixo). O efluente será lançado ao meio ambiente quando
apresentar um pH igual a 7 (neutro). Caso o pH seja maior que 7 (7<pH,14), será
adicionado ácido sulfúrico ao efluente e caso o pH seja menor que 7 (1<pH<7), será
adicionada cal virgem.
SV: válvula solenóide
XT: transistor de pH
PSL: sensor de baixa pressão
M: motor acionador do homogeneizador
LSL: sensor de nível baixo
B: bomba elétrica
LSH: sensor de nível alto
127
Descrição
O processo ilustrado anteriormente necessita dos seguintes pré-requisitos para
partir:
- Pressão de ácido sulfúrico (H2SO4);
- nível de cal virgem (LSL-1);
- motor em funcionamento.
Processo
1 – Acionando-se o botão de partida, SV-2 se abrirá, permitindo o enchimento do
reservatório até o nível desejado (LSH-1).
2 – A informação de pH enviada pelo transmissor XT (0 a 10V) é comparada com o
valor desejado (pH=7).
3 – Caso o pH seja maior que 7 (7<pH<14), SV-1 se abrirá até que o pH atinja o valor
7.
4 – Caso o pH seja menor que 7 (1<pH<7), SV-3 se abrirá até que pH atinja o valor 7.
5 – Uma vez que o efluente esteja estável (pH=7), por um tempo maior que 60
segundos, SV-4 se abrirá ao mesmo tempo em que a bomba será acionada.
6 – Quando ocorrer o nível baixo (LSL-2), SV-4 se fechará e a bomba será
desenergizada.
7 – Reinício de um novo ciclo.
Comentários
- A seqüência operacional deve ser interrompida caso qualquer um dos pré-requisitos
não seja satisfeito.
- Por motivo de segurança, a bomba deverá se desligar 60 segundos após ser ligada,
independentemente do nível baixo do tanque (LSL-2).
- Considere que o transmissor XT funciona de forma linear e que o valor 7
corresponde a uma tensão de 5V.
128
Experiência 04: Controle de temperatura
Objetivo: Verificar o funcionamento do algoritmo de controle PID do CLP .
Utilizando o CLP FX1N, e os módulos conversores A/D e D/A , implemente
um controle de temperatura baseado num em um algoritmo PID para o módulo
didático PT 326. Use uma fonte de tensão para ajustar o valor de referência.
T: transdutor de temperatura (0 a 10V)
SP: Valor de referência.
Funcionamento:
O sistema consiste em um tubo no interior do qual há uma resistência de
aquecimento. Acoplado ao tubo, há um soprador que impulsiona o ar através do
mesmo. O fluxo de ar através do tubo pode ser variado através da janela de entrada de
ar do soprador. O controle de temperatura consiste em variar a potência dissipada pelo
resistor de modo a manter a temperatura igual a valor de referência.
Montagem:
Conecte a fonte de tensão aos terminais V+ e V- do conversor A\D do CLP e os
terminais Y e terra (medidor) do módulo didático aos terminais V+ e V- do canal 2.
Em seguida conecte os terminais C e terra (sinal de controle) do módulo didático aos
terminais V+ e V- do módulo conversor D/A. Conecte também um osciloscópio
129
digital ao módulo didático para monitorar o valor medido da saída do sistema e o sinal
de controle. Ajuste a escala de tempo do osciloscópio para 2,5s por divisão.
Observações:
- O valor da tensão de referência deve ser no máximo de 10V ou o conversor A/D
pode ser danificado.
- Como o processo em questão é um processo térmico, é recomendável que o sistema
de ar condicionado do local da experiência seja desligado.
Testes
Após editar o programa e descarregá-lo para o CLP, altere o valor da tensão de
referência e ajuste os parâmetros do controlador até atingir a estabilidade. Com o
sistema já estável, obstrua a extremidade do tubo com a mão e observe se após oscilar
por um instante, a saída do sistema retornará ao valor de referência. Em seguida
desobstrua o tubo e observe novamente o comportamento do sistema. Outra maneira
de perturbar o sistema é alterando o fluxo de ar através da janela do soprador. Faça
isso para vários valores de referência e observe os resultados.
130
6 CONCLUSÕES
Neste texto, foram apresentados aspectos gerais e exemplos de aplicações dos
CLP’s no controle de processos, além de um estudo mais detalhado do hardware e do
software do CLP FX1N da Mitsubishi e seus módulos adicionais, que se encontram
disponíveis no laboratório do DEL. Este material foi produzido com o intuito de
facilitar o aprendizado da utilização dos CLP’s , instruindo o leitor tanto sobre as
características físicas e elétricas desses equipamentos, quanto às linguagens e
ferramentas de programação.
Os CLP’s se tornaram equipamentos cada vez mais presentes em todos os
campos da automação, o que torna cada vez mais necessária a formação de
profissionais capazes de aplicá-los de forma eficiente na solução dos mais diversos
problemas tipos de problemas .
131
ANEXO 1 – SOLUÇÕES DAS EXPERIÊNCIAS
Experiência 01: Bombeamento de água
132
Experiência 02: Sistema de ar condicionado
133
Experiência 03: Tratamento de efluentes
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135
136
Experiência 04: Controlador PID
137
138
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Moraes, C.C. & Castrucci, P de L, ENGENHARIA DE AUTOMAÇÃO
INDUSTRIAL, Editora LTC, 2001;
[2] MITSUBISHI FX1N PROGRAMABLE CONTROLLERS ,HARDWARE
MANUAL;
[3] THE FX SERIES OF PROGRAMABLE CONTROLLERS , PROGRAMMING
MANUAL II;
[4] MELSEC GX DEVELOPER VERSION 7 , OPERATING MANUAL;
[5] MITSUBISHI FX2N-4AD SPECIAL FUNCTION BLOCK , USER’S GUIDE;
[6] MITSUBISHI FX2N-4DA SPECIAL FUNCTION BLOCK , USER’S GUIDE;
[7] MELSEC GX DEVELOPER VERSION 7 , OPERATING MANUAL (SFC);
[8] MELSEC GX SIMULATOR VERSION 6 , OPERATING MANUAL ;
[9] FEEDBACK PROCESS TRAINNING PT 326, Manual do módulo didático.