Automatismos e Autómatos

O que é um automatismo. Automatismo é todo o dispositivo eléctrico, electrónico, pneumático ou hidráulico capaz de por si só controlar o funcionamento de uma máquina ou processo. Exemplos de automatismos: escadas rolantes, elevadores, portas automáticas, semáforos, linhas de montagem das fábricas, etc.

Estrutura geral de um automatismo. Parte Operativa Rede de distribuição (ac trifásica, ac monofásica, dc…) Engenho ou máquina (elevador, semáforo, escada rolante…) Accionadores (motores, lâmpadas, resistências…) Parte Comando Detectores (fins de curso, detectores de proximidade, células fotoeléctricas…) Tratamento de dados (autómatos programáveis, contactores auxiliares…) Diálogo Homem – Máquina (botoneiras, sinalizadores, teclados…) Comando de potência ou pré-accionadores (contactores electromagnéticos, relés…)

Constituintes de automatismos A máquina ou a instalação É o sistema que deve ser automatizado. Este sistema pode ser muito complexo como uma cadeia de fabrico, uma unidade de produção ou uma fábrica. É igualmente possível automatizar os equipamentos mais simples como os semáforos, um portão de garagem, uma piscina ou um sistema de irrigação. Os sensores Como o olho de um automobilista, um sistema automatizado deve possuir equipamentos que darão as informações sobre o seu ambiente. São os sensores: Sensores de nível Sensores de temperatura Sensores de passagem Por exemplo, para a detecção de um automóvel numa portagem de auto-estrada, utilizaremos um sensor fotoeléctrico.

Constituintes de automatismos Os accionadores Os accionadores permitem efectuar as acções no sistema. São as bombas, os cilindros, os motores...   O comando de potência ou pré-accionadores Para transmitir a energia necessária aos accionadores e servir de intermediário com o sistema de tratamento de dados, são necessários equipamentos específicos, que são os sistemas de comando de potência: contactores, disjuntores, relés...

Constituintes de automatismos Os sistemas de tratamento de dados O cérebro da instalação é o sistema de tratamento de dados. Depois de realizado com a ajuda de relés e de contactores auxiliares, ele é agora composto de autómatos programáveis. O diálogo Homem/Máquina Todo o sistema automatizado deve ser vigiado ou controlado pelo homem. Para isso são necessários equipamentos tais como: Os botões Os terminais de diálogo Os ecrãs

Tecnologia cablada ou programada Características da tecnologia programada O funcionamento da instalação é definido por um programa executado de maneira cíclica por um autómato programável. Para cada modificação de funcionamento, basta modificar o programa. Não é necessário cablar uma nova temporização ou um novo relé auxiliar, é um programa que o substitui. Desta forma, a flexibilidade é grande e o custo final é baixo. Um só aparelho (PLC), sem cablagem entre os módulos, unicamente a ligação aos sensores (entradas do autómato), aos accionadores (saídas do autómato) e à alimentação.

Tecnologia cablada ou programada Vantagens da tecnologia programada Menos constituintes: O autómato programável substitui todos os relés auxiliares, os temporizadores ou os relógios: importante ganho de volume mas também mais fiabilidade pois não há peças mecânicas no cérebro do automatismo. As únicas ligações são: a alimentação do autómato, os sensores e os accionadores. Mais flexibilidade: O programa é uma sucessão de instruções que se pode escrever e modificar facilmente com a ajuda de um terminal de programação. Pode mesmo duplicar o programa facilmente se precisar de realizar automatismos idênticos. Mais fácil de testar e de reparar: Na face frontal do autómato geralmente encontram-se sinalizadores luminosos que sinalizam: o estado de funcionamento dos sensores (abertos ou fechados), o estado dos accionadores (em serviço ou parados), o estado de funcionamento do autómato.

Estrutura de um autómato programável Programação Dados dos sensores Dados para os actuadores O bus serve para fazer a comunicação entre todas as partes no seu conjunto. É a ferramenta de diálogo interno do autómato.

Estrutura de um autómato programável A unidade central ou processador A unidade central chamada também de processador constitui o cérebro do autómato. É ela que: Lê os valores dos sensores. Executa o programa com os dados contidos na memória. Escreve as saídas ligadas aos accionadores. A memória A memória do autómato contém o programa a executar mas também os dados utilizados por esse programa (valores de temporizadores, monoestáveis, contadores...). É o local onde são armazenadas todas as informações contidas no autómato. Sem memória, um autómato não pode funcionar.

Bits e Words Um bit é a zona em memória que pode ter dois valores: 0 ou 1. Uma word é a zona em memória que contêm um valor numérico. Ela é utilizada para reter uma duração de temporização, um valor de contagem... A memória do autómato pode conter dados ou um programa. Ela pode ser de dois tipos: RAM ou ROM. A memória RAM pode ser escrita ou lida, a memória ROM só pode ser lida. As entradas e saídas constituem as ligações físicas do autómato com o exterior. Para nós, são simples terminais de ligação mas para o autómato, é um sistema que: Transforma um sinal eléctrico num estado lógico (0 ou 1) para as entradas. Transforma um estado lógico (0 ou 1) num sinal eléctrico para as saídas.

O que é a linguagem de programação? O programa que vimos anteriormente deve ser escrito numa linguagem compreensível para o processador, é a linguagem de programação. A linguagem de programação é uma linguagem reconhecida pelo processador do autómato graças à qual são descritas as instruções a efectuar. Linguagens de programação mais utilizadas: Linguagem em lista de instruções (Instruction List – IL). Linguagem em diagrama de contactos (Ladder Diagram – LD)

A linguagem de contactos Antes da tecnologia programada, existia (e ainda existe) a tecnologia cablada. Para que a mudança entre estas duas tecnologias fosse o menos complicada possível, foi criada uma linguagem próxima da cablagem eléctrica. Trata-se da linguagem de contactos. A linguagem de contactos gráficos é composta de contactos, de bobines e de ligações entre esses elementos.

Programar o autómato O computador é actualmente a forma mais utilizada para programar o autómato. Utilizando o computador, os autómatos podem ser geralmente programados em diagrama de contactos ou em lista de instruções. Para esse efeito é necessário o software de programação e um cabo de comunicação para ligar o autómato ao computador. O software encarrega-se de efectuar a conversão da linguagem de contacto para a linguagem lista de instruções e vice-versa.

Trabalho realizado por : Tiago Cardoso,Felix Andre,Marco Outeirinho