Automação com Controladores Lógicos Programáveis Festo FEC Módulo 01

Conteúdo  Concepção geral do hardware dos controladores lógicos programáveis (CLP), funções e aplicações;  Instalação, configuração e parametrização de um CLP;  Familiarização com o software de programação e endereçamento de operandos;  Elaboração de programas em software apropriado, utilizando-se da linguagem de diagrama de contatos;  Montagens práticas de sistemas eletropneumáticos controlados por CLP, em unidades de treinamento especialmente desenvolvidas. Conteúdo do Curso.

Qualificação adquirida  Conhece o funcionamento, a parametrização e programação de um controlador lógico programável (CLP), podendo assim designar sua aplicação e implementação em um sistema de automação industrial;  Instala, desenvolve e faz o start up em sistemas automatizados com CLP;  É capaz de identificar com eficiência as causas e solucionar as falhas, tanto no controlador como no sistema automatizado;  Pode conceber e/ou otimizar sistemas com grande flexibilidade produtiva, velocidade e confiabilidade através do uso de controladores lógicos programáveis. Qualificação adquirida.

Controladores Lógicos Programáveis - CLP O controlador lógico programável é um dispositivo eletrônico que controla máquinas e/ou processos. Utiliza uma memória programável para armazenar instruções e executar funções específicas que incluem controle de energização/desernegização, temporização, contagem, operações matemáticas e manipulação de dados. O Controlador Lógico Programável – CLP – nasceu dentro da General Motors, em 1968, devido à grande dificuldade de mudar a lógica de controle dos painéis de comando a cada mudança na linha de montagem. Tais mudanças implicavam em altos gastos de tempo e dinheiro. Sob a liderança do engenheiro Richard Morley, foi preparada uma especificação que refletia as necessidades de muitos usuários de circuitos e relés, não só da indústria automobilística como de toda a indústria manufatureira. Nascia assim um equipamento bastante versátil e de fácil utilização, que vem se aprimorando constantemente, diversificando cada vez mais os setores industriais e suas aplicações, o que justifica hoje um mercado mundial estimado em 4 bilhões de dólares anuais.

Recursos do CLP • Instruções lógicas de relé - examinar se enegizado (contatos normalmente abertos - NA); - examinar se desenergizado (contatos normalmente fechados - NF); - energizar saídas (bobinas); - energizar saídas com retenção; - desenergizar saídas com retenção.

Recursos do CLP • Temporizadores - temporizador na energização; - temporizador na desernegização; - temporizador pulso.

Recursos do CLP • Operações matemáticas - adição; - subtração; - divisão; - multiplicação; - raiz quadrada.

Recursos do CLP • Contadores crescentes e decrescentes; • Lógica Booleana; • Comparação.

Constituição do CLP • Fonte de Alimentação; • Unidade Central de Processamento (CPU); • Memórias; • Dispositivos de entrada e saída.

Especificações do CLP • Número de entradas e saídas (I/O); • Requisitos elétricos; • Circuitos de saída; • Requisitos de memória; • Velocidade da operação; • Comunicação; • Interfaces de operação.

Introdução - Sinais Um sinal é a representação de informações em forma de um valor ou de uma curva de valores de uma grandeza física (DIN 19226).

Sinal Analógico Um Sinal Analógico apresenta uma variação contínua ao longo do tempo, podendo ter características de amplitude e freqüência bastante variáveis.

Sinal Digital Binário Um Sinal Digital do tipo Binário é uma seqüência de dois níveis de impulsos com amplitude definida, e sucedendo-se a intervalos de tempo regulares.

Nível Lógico 0 Nível Lógico 1 Constantes e Variáveis Booleanas Nível Lógico 0 Nível Lógico 1 Falso Verdadeiro Desligado Ligado Baixo (Low) Alto (High) Não Sim Chave Aberta Chave Fechada

Sinal – Níveis Nível Alto Transição Nível Baixo

Tabela-Verdade Uma tabela-verdade é uma técnica para determinar como a saída de um circuito lógico depende dos níveis lógicos presentes nas entradas do circuito. O número de combinações de saída, em relação ao número de entradas, é dado por: Sendo L o número de saídas e N o número de entradas.

Operações básicas dos elementos lógicos binários As possibilidades de tratamento de sinais binários podem ser descritas, empregando-se as três operações básicas: E (AND) OU (OR) NÃO (NOT)

Operação Lógica “E” Também conhecida como: Conjunção; União AND; Produto lógico (produto de Boole). Funcionamento: O sinal de saída será 1, se, e somente se, todos os sinais de entrada forem 1. Símbolos lógicos: s = ab s = a.b Lê-se: s é igual a a e b

s b a Operação Lógica “E” 1 Tabela-verdade: s b a A tabela verdade também é conhecida como tabela de valores.

Operação Lógica “OU” Também conhecida como: Disjunção; União OR; Soma lógica (soma de Boole). Funcionamento: Se as variáveis de entrada em uma, em várias ou em todas as entradas tem o valor 1, o sinal de saída também tem o valor 1. Símbolo lógico: s = a + b Lê-se: s é igual a a ou b

Operação Lógica “OU” Tabela-verdade: 1 s b a

Operação Lógica “NÃO” Também conhecida como: Negação; União NOT; Complemento; inversão. Funcionamento: Se o sinal de entrada for 1 a saída será 0, caso a entrada seja 0 a saída será 1 . Símbolos lógicos: s = ā Lê-se: s é igual a não a

Operação Lógica “NÃO” Tabela-verdade: 1 s a

Contatos Normal Aberto (NA) Normal Fechado (NF) Comutador

Linguagem de programação - Ladder Linguagem idealizada para facilitar a interpretação e programação por eletricistas. Exercício 01 ( programa em LADDER e esquema elétrico)

Operações Lógicas - Ladder

Conceito de Scan Os sinais de entrada e saída dos CLPs podem ser digitais ou analógicos. Existem diversos tipos de módulos de entrada e saída que se adequam às necessidades do sistema a ser controlado. Os módulos de entrada e saídas são compostos de grupos de bits, associados em conjunto de 8 bits (1 byte) ou conjunto de 16 bits, de acordo com o tipo da CPU. Os sinais dos sensores são aplicados às entradas do controlador e a cada ciclo (varredura) todos esses sinais são lidos e transferidos para a unidade de memória interna denominada memória imagem de entrada. Estes sinais são associados entre si aos sinais internos. Ao término do ciclo de varredura, os resultados são transferidos à memória imagem de saída e então aplicados aos terminais de saída.

Processamento de sinais Entradas Saídas PROCESSAMENTO

Controladores Lógicos Programáveis IPC FEC Compact IPC PS1 Professional IPC FEC Standard

IPC FEC Standard

IPC FEC Standard De 16 I e 8 O até 32 I e 16 O 2 interfaces seriais Comunicação em rede ethernet (op.)

IPC FEC Standard Linha 600 FEC-FC600 32/16 digital I/Os FEC-FC620 32/16 digital I/Os + 3/1 analog I/Os FEC-FC640 32/16 digital I/Os + Ethernet FEC-FC660 32/16 digital I/Os + 3/1 analog I/Os + Ethernet

Entradas / Saídas Entradas PNP NPN Saídas Quando os sensores são conectados às entradas do CLP, diferencia-s entre comutação positiva e negativa. Em outras palavras, faz-se diferença entre entradas que representam um receptor de corrente e uma fonte de corrente. Conforme VDI 2880, na Alemanha, normalmente as conexões são de comutação positiva, pois assim é possível utilizar a conexão nula como medida de segurança. Comutação positiva significa que a entrada do CLP representa um receptor de corrente. O sensor transmite a tensão operacional ou de comando à entrada como sendo um sinal 1. Saídas

Valor Nominal para para Verdadeiro Valor Nominal para Falso Níveis Lógicos Digitais Valor Nominal para para Verdadeiro Mínimo 15V Valor Nominal para Falso Máximo 5V

Endereçamento de I/O Para o CLP os sensores e os atuadores existem através do módulo de I/O (I/O module). Cada sensor e cada atuador é representado por um bit independente que é nomeado e pode ser acessado dentro das chamadas ‘IW’ ou ’input word’ e ‘OW’ ou ‘output word’.

Endereçamento de I/O – FEC Standart Endereçamento por Byte Input Word0 – E0 Output Word0 – A0 Input Word1 – E1 Output Word1 – A1 Input Word2 – E2 Input Word3– E3 Endereçamento por Word Input Word0 – E0 + E1 Output Word0 – A0 + A1 Input Word1 – E2 + E3

Software de programação - FST Módulo 02

Projeto – Exercício 01 Criar um novo projeto no MENU Project Nomear o projeto. Exemplo: E_01

Selecionando o tipo de controlador Caso o CLP é um FEC Standard, alterar em Controller

Abrir o I/O configuration na janela do projeto com duplo clique. Configuração de I/O Abrir o I/O configuration na janela do projeto com duplo clique.

2. Selecionar um módulo de I/O a partir da lista e clique OK. Configuração de I/O 1. Para inserir um módulo em I/O configuration, dê um duplo clique na área em branco da janela. 2. Selecionar um módulo de I/O a partir da lista e clique OK.

Abrir o Driver Cofiguration na janela do projeto com duplo clique Configuração do Drive de Comunicação Abrir o Driver Cofiguration na janela do projeto com duplo clique

2. Selecionar o drive TCPIPFC2 a partir da lista e clicque OK. Configuração do Drive de Comunicação 1. Para configurar um drive em Driver Configuration, dê um duplo clique na área em branco da janela. 2. Selecionar o drive TCPIPFC2 a partir da lista e clicque OK.

Preencher os campos conforme figura abaixo e clique OK. Configuração do Drive de Comunicação Preencher os campos conforme figura abaixo e clique OK.

2. Marcar as opções abaixo e clicar OK. Configuração do Controlador 1. Abrir o Controller Settings na janela do projeto com duplo clique e clicar na aba Download. 2. Marcar as opções abaixo e clicar OK.

1. Clicar em Iniciar, depois Painel de Controle; Configuração da placa de rede no Windows 7TM 1. Clicar em Iniciar, depois Painel de Controle; 2. Procurar por Rede e Internet e clicar em “Exibir o status e as tarefas da rede”. 3. No menu a esquerda clicar em “Alterar as configurações do adaptador”. 4. Clicar com botão direito em “Conexão local” e depois em Propriedades. 5. Procurar na lista “Protocolo TCP/IP versão 4” e depois em Propriedades.

Configuração da placa de rede no Windows 7TM Preencher conforme tela ao lad Clicar OK. 3. Clicar em Fechar.

Configuração da placa de rede Voltar ao programa FST 4.10, depois clicar em Extras, em seguida em Preferences Clicar na aba Comunication e escolha “use TCP/IP” e digitar o endereço conforme figura abaixo. 4. Clicar em Search e aguardar a busca. Clicar no endereço que aparece e clique em OK.

Programação botão direito em cima de Programs e depois clica em New Program até 64 programas simultâneos (0...63) em 9 versões

Programação clicar em OK

Programação

Programação

Programação Durante a compilação, o software FST busca por erros formais de programação (syntax check). Não havendo problemas, é criado o programa na linguagem do CLP.

Download Exercício 01 – Programação das funções lógicas

Instruções Diagrama Ladder O0.0 Instrução: Verifica se endereço I0.0 é verdadeiro Exemplo: Entrada I0.0 é verdadeira RLO=1 Saída Q0.0 é ativada Escreve no endereço o RLO Ler endereço I0.0 O0.1 Instrução: Verifica se endereço I0.0 é falso RLO=0 Saída Q0.0 é desativada

Elementos de Processamento Cadeia de Comando Elementos de Trabalho Elementos de Comando Elementos de Processamento de Sinais Elementos de Sinais Energia de Trabalho Energia de Controle

Elementos de Trabalho Atuadores Elétricos Atuadores Pneumáticos Atuadores Hidráulicos

Elementos de Comando Driver de Potência Contator Válvulas Pneumáticas Válvulas Hidráulicas

Controlador Lógico Programável Elementos de Processamento de Sinais Controlador Lógico Programável Válvulas Pneumáticas Relés

Elementos de Sinais Pedal Sensores Botão Alavanca IHM Rolete

Unidades de Tratamento de ar Energia de Trabalho e de Controle Fonte de Alimentação Unidades de Tratamento de ar

Temporizadores TON: retardo na ativação TOFF: retardo na desativação Entrada t Saída TON: retardo na ativação Saída Entrada t Módulo 04 TOFF: retardo na desativação

Temporizadores Entrada: habilita a temporização 0 a 255 Exemplificar no FST Exercício 05 0 a 255

Temporizadores t Entrada Saída T: Temporizador de pulso

Contadores Os contadores da linguagem LADDER do FST usam três operandos para a contagem: Cn recebe os incrementos/decrementos da contagem; é resetado toda vez que seu valor se iguala a CPn. CPn recebe o valor pré-estabelecido para a contagem quando o contador é habilitado. CWn recebe o valor atual da contagem. 0 a 255 CPn Habilita contagem: Cn é resetado e CPn é atualizado. Cn Módulo 05 Exemplificar no FST

Comparadores Os comparadores permitem comparar valores de acordo com as seguintes expressões: <, >, =, <=, >= Exemplo: Quando o valor do CW0 for ( > =) ao V10, o comparador será habilitado e acenderá a lâmpada. Exercício 06

Registradores Habilita registro 0 a 255 Os registradores podem armazenar valores numéricos: Exemplo: O valor 10 (V10) será recebido pelo registrador R0. Habilita registro Mostrar, com o FST, funções para manipulações matemáticas; Fazer exemplos simples; Exercício 02 0 a 255