SENAI-PE 2 AUTOMAO Controladores Lgicos Programveis SENAI-PE 3 Federao das Indstrias do Estado de Pernambuco PresidenteJorge Wicks Crte Real Departamento Regional do SENAI de Pernambuco Diretor Regional Antnio Carlos Maranho de Aguiar Diretor TcnicoUaci Edvaldo Matias Silva Diretor Administrativo e Financeiro Heinz Dieter Loges Ficha Catalogrfica 681.326SENAI.DR.PE. Automao Controladores Lgicos Programveis. S474cRecife, SENAI.PE/DITEC/DET, 2008. 126p. il. 1. CONTROLADOR PROGRAMVEL 2. CONTROLADOR LGICO 3. AUTOMAO 4. DISPOSITIVOS I. Ttulo Direitos autorais exclusivos do SENAI. Proibida a reproduo parcial ou total, fora do Sistema, sem a expressa autorizao do seu Departamento Regional. SENAI Departamento Regional de Pernambuco Rua Frei Cassimiro, 88 Santo Amaro 50100-260-Recife PE Tel.: 81.3416-9300 Fax: 81.3222-3837 SENAI-PE 4 Sumrio Apresentao................................................................................................05 Introduo.....................................................................................................06 Conceitos Fundamentais..............................................................................08 Automatizao e Automao......................................................08 Sistemas de Numerao.............................................................09 Portas Lgicas.............................................................................15 Tipos de Memria.......................................................................17 Dispositivos de Entrada e Sada..................................................................19 Sensores.....................................................................................19 Botoeiras.....................................................................................20 Chaves Fim de Curso.................................................................21 Pressostatos................................................................................21 Aspectos do Hardware SIMATIC S7-200..................................................22 Alimentao.................................................................................23 Princpio de Funcionamento.......................................................24 Modos de Operao da CPU......................................................26 Protocolos...................................................................................26 Cabos de Conexo.....................................................................27 Aspectos doSoftware Step 7 Micro/Win...31 Ambiente de Programao.........................................................31 Estrutura do Programa Step 7 Micro/Win..................................................44 Unidades Organizacionais de Programa POU.........................44 Caractersticas Estruturais do Programa....................................44 Linguagens de Programao.....................................................46 Network.......................................................................................49 Tipos de Memria........................................................................49 Projetando no S7-200...................................................................................53 Criando um Projeto no S7-200....................................................53 Transferindo um Projeto do PC para o CLP..............................57 Pasta de Instrues......................................................................................59 Mdulos de Expanso Analgicos................................................................91 Display de Texto TD200............................................................................100 Concluindo....................................................................................................120 ndice de Tabelas e Figuras.........................................................................121 Referncias Bibliogrficas............................................................................125 SENAI-PE 5 APRESENTAO OtemaAutomaoIndustrial,tratadonestaapostila,hojeumimportante campodeatuao, paraoqualconvergem significativosavanos cientficos e tecnolgicos. Olhandoaonossoredorpodemosidentificar,semdificuldade,asinmeras aplicaes da automao nos dias de hoje: os portes eletrnicos, os sensores de presena, os comandos distncia de equipamentos residenciais, sem falar no sem fim de possibilidades da automao industrial. Portanto, ingressar no mundo da automao significa ingressar tambm numa nova fronteira da tecnologia. Os avanos so grandes e freqentes, ocorrendo numavelocidadeimpensvelhanosatrs.Vocter,ento,umespao vastssimo para continuar estudando e aprendendo. Noscaptulosiniciaisapresentamosumpoucodahistriadaautomaoe contedosbsicoscomo:sistemasnumricosaplicveiseosdispositivosde entrada/sada:sensores,botoeiras,chavesfimdecurso,pressostatos,rels trmicos, contatores, bobinas, sinaleiras, dentre outros. Porfim,abordamososoftwareSTEP7Micro/Win,seusambientesde navegao, componentes e suas principais aplicaes na indstria. Leiaostextoscommuitaateno,procurerespostasparaasquestese exerccios que lhe sero colocados, reflita sobre eles, pesquise, indague; enfim aproveite todas as oportunidades para saber mais. Bons estudos! SENAI-PE 6 1.HARDWIRED:embutido em um sistema atravs de um componentedeHardware, como circuitos lgicos, em vez deserimplementadoatravs de programaao. Fisicamenteconectadoaum sistemaouRede,atravs, por exemplo, de uma placa de conexao de Rede e um cabo. Fonte: http:ffxoopscube.com.brfmodulesfxclDicfentry.php?entry!D=56+7 acesso em 17f11f2008 INTRODUO Duranteadcadade50,osdispositivoseletromecnicosforamos recursosmaisutilizadosparaefetuarcontroleslgicosedeintertravamentos naslinhasdeproduoeemmquinasisoladas.Taisdispositivos,baseados principalmenteemrels,tinhamespecialimportncianaindstria automobilsticaemqueacomplexidadedosprocessosprodutivosenvolvidos exigia,frequentemente,instalaesempainisecabinesdecontrolecom centenasderelse,conseqentemente,umnmeromaioraindade interconexes deles. Taissistemasdecontrole,apesardefuncionais,apresentavam problemas de ordem prtica bastante relevante. Como as instalaes possuam umagrandequantidadedeelementos,aocorrnciadeumafalhaqualquer significava o comprometimento de vrias horas, ou mesmo dias de trabalho de pesquisaecorreodoelementofaltoso.Almdisto,pelofatodeosrels apresentarem dimenso fsica elevada, os painis ocupavam grande espao, o qualdeveriaserprotegidocontraumidade, aquecimento,gasesinflamveis,oxidao,poeira, etc. Outrofatoraindacomprometedordas instalaesarelseraofatodeque,comoa programaolgicadoprocessocontroladoera realizada por interconexes eltricas com lgica fixa (hardwired)1,eventuaisalteraesnamesma exigiam interrupes no processo produtivo, a fim de sereconectaremoselementos.Interrupes estasnemsemprebem-vindasnaproduo industrial. Comoconseqncia,tornava-seobrigatriaaatualizaodaslistasdefiao como garantia de manter a documentao do sistema. Comoadventodatecnologiadeestadoslido,desenvolvida,aprincpio,em substituiosvlvulasavcuo,algunsdispositivostransistorizadosforam utilizadosnofinaldadcadade50einciodosanos60,sendoquetais dispositivosreduziammuitosdosproblemasexistentesnosrels.Porm,foi comosurgimentodoscomponenteseletrnicosintegradosemlargaescala, Saiba Nais... SENAI-PE 7 quenovasfronteirasseabriramaomundodoscomputadoresdigitaise,em especial, s tecnologias para a automao industrial. Assim,aprimeiraexperinciadeumcontroledelgicaquepermitissea programaoporrecursosdesoftwarefoirealizadaem1968,nadivisode hidramticos da GM (General Motors). Aliado ao uso de dispositivos perifricos, capazesderealizaroperaesdeentradaesada,umminicomputadorcom suacapacidadedeprogramaopodeobtervantagenstcnicasdecontrole quesuplantaramocustoquetalimplementaorepresentounapoca. Iniciava-se a era dos controladores de lgica programvel. EssaprimeirageraodeCLP,comopoderiaserdenominada,recebeu sensveismelhoriascomoadventodosmicroprocessadoresocorridodurante osanos70.Assim,nosetornavanecessrioousodecomputadoresde grandeporte,tornando-oumaunidadeisolada.Foramadicionadosainda recursosimportantes,taiscomointerfacesdeoperaoeprogramao facilitadasaousurio,instruesaritmticasedemanipulaodedados poderosas, recursos de comunicao por meio de redes de CLP, possibilidades deconfiguraoespecficaacadafinalidade,pormeiodemdulos intercambiveis,dentreoutrasinmerasvantagensencontradasnosmodelos comerciais que esto atualmente disponveis. No Brasil, porm, na dcada de 80, que o CLP veio a proliferar na indstria, primeiramentepelaabsorodetecnologiasutilizadasnasmatrizesdas multinacionais.Atualmente,comacrescentereduonocustodoCLP, observa-seoincrementodesuautilizaonasindstriasemgeral, independente de seu porte ou ramo de atividades. SENAI-PE 8 2-Controleemmalha abertaconsisteemaplicar umsinaldecontrolena entradadeumsistema, esperando-seque,nasaida, a variavel controlada consiga atingir um determinado valor ouapresenteum determinado comportamento desejado.http:ffpt.wikipedia.orgfwikifControlador_de_malha_aberta CONCEITOS FUNDAMENTAIS Nesta seo, discutiremos rapidamente conceitos bsicos e importantes para a compreenso do funcionamento do CLP e de sua programao. Iniciamos com a diferenciao entre automao e automatizao, analisaremos os sistemas de numerao usados no nosso cotidiano e aqueles utilizados em dispositivoseletrnicos,passaremospelasportaslgicasefinalizaremoscom os tipos de memria encontrados nos PLC. Automatizao e Automao O termo automatizao se difundiu desde a construo das primeiras mquinas eseconsolidoucomarevoluoindustrial,portanto,aautomatizaoest indissoluvelmenteligadasugestodemovimentoautomtico,repetitivo, mecnico e sinnimo de mecanizao, reproduzindo ao. Caso se entenda quetalmecanizaoimplicasomenteaocega,semcorreo,tem-seum sistema no qual a sada independe da entrada, ou seja, no existe uma relao entreovalordesejadoparaumsistemae o valorrecebidoporeste,por meio da varivel responsvel por sua atuao. Diz-sequeessetipodecontrolesedpor malha aberta2. Neste caso, o sistema ter sempre o mesmocomportamentoesperado,poisele determinadoporleisfsicasassociadasaohardware utilizado.Hardwarequepodeserdenatureza mecnica,eltrica,trmica,hidrulica,eletrnicaou outra. Saiba Nais... SENAI-PE 9 3 - Controle em malha fechado: Tambm chamado de controle retroativo (realimentaao) necessita de informaoes da saida do controlador, atravs de elementos sensores ou transdutores, compara o sinal da saida com o set-point e corrige a saida, caso a mesma esteja desviando-se dos parametros programados. http://pt.wikipedia.org/wiki/Controle_de_Malha_Fechada Aautomaoumconceitoeumconjuntodetcnicaspormeiodas quaisseconstroemsistemasativos,capazesdeatuarcomumaeficincia tima pelo uso das informaes recebidas do meio sobre o qual atuam. Combasenasinformaes,osistema calcula a ao corretiva mais apropriada para a execuo da ao. Esta uma caracterstica de sistemas em malha fechada3, conhecidos como sistemasderealimentao,ouseja:aqueles que mantm uma relao expressa entre o valor dasadaemrelaoaodaentradade refernciadoprocesso.Essarelaoentrada/ sadaserveparacorrigireventuaisvaloresna sadaqueestejamforadosvalores desejados. Na automao, prev-se o uso extensivo dos mesmos conceitos associados automatizao.Entretanto,onveldeflexibilidadeatribudoaosistemabem mais elevado pelo fato de estar associado ao conceito de software. Tal recurso prov,aumsistemadotadodeautomao,apossibilidadedeseralterado radicalmente todo o comportamento automatizado, a fim de, intencionalmente, produzirse uma gama diferenciada de resultados. A automao industrial se verifica sempre que novas tcnicas de controle so introduzidas num processo. Pode-se dizer que automao industrial oferecer e gerenciar solues, pois ela sai do nvel operacional do cho de fbrica para voltar seu foco para o gerenciamento da informao. Sistemas de Numerao O modo como contamos as quantidades vem do fato de possuirmos 10 dedos. Assim, tomando os dedos das mos podemos contar objetos com facilidade at certo ponto. O ponto crtico ocorre quando temos quantidades maiores do que 10. O homem resolveu o problema passando a indicar tambm a quantidade de mos ou de vezes em que os dez dedos eram usados. Assim, quando dizemos que temos 35 objetos, o 3 indica que temos trs mos cheias ou trs dezenas mais 5 objetos. O 3 tem peso 10. O que aconteceria se tivssemos um nmero diferente de dedos, por exemplo, 3 em cada mo? Isso significaria, em primeiro lugar, que em nosso sistema de Saiba Nais... SENAI-PE 10 base6(enobase10)sexistiriam6algarismospararepresentaros nmeros: 0,1, 2, 3, 4 e 5. Para representar uma quantidade maior do que 6 teramos de usar mais de um algarismo.Assim,paraindicar9objetosnabase6,teramosumamocheia com 6 e mais 3. Isso daria 13. Veja, ento, que no nmero 13 na base 6, o nmero 1 tem peso 6, enquanto que o nmero 3 tem o seu valor normal. Analisando os sistemas numricos, o sistema que usamos no nosso cotidiano sistemanumricodecimalnoprticoparaoperaesmatemticasdos computadoresporquenecessriousar9algarismosdiferentesparaefetuar as contagens. No computador fcil usar 0 e 1 porque podemos representar 0 com ausncia de tenso eltrica e representar 1 com a presena de tenso eltrica. Por isso, so usados outros sistemas numricos: o binrio e o hexadecimal. Estudaremosrapidamentecomosoessessistemasnumricosecomo representar um mesmo nmero nesses trs sistemas numricos. Sistema Numrico Decimal Este o sistema onde so utilizados dez algarismos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9) e a sua posio na grafia do nmero d a ele um valor diferente. Deste modo, nonmero529,onmero5vale5centenas,o2so2dezenaseo9 representa 9 unidades. Sistema Numrico Binrio Estesistemautilizaapenasdoisalgarismos(0e1),daonomebinrio.A posio dos algarismos na escrita do nmero dar a eles um valor diferente. Ousodestesistemaamplamentedifundidonaeletrnicaporquepermitea associaocomapresenadetenso(correspondeaoalgarismo1)ou ausncia de tenso (corresponde ao algarismo 0). osistemautilizadonasoperaesmatemticasdoscomputadoresporque elestrabalhamcomdoisnveisdetenso:apresenadetenso(ligado) representaonmero1,enquantoqueaausnciadamesmarepresentao nmero 0. SENAI-PE 11 Durante aleitura desta apostila: as solues correspondentes aos exerccios sero tratadas pelo docente no desenvolvimento das aulas. Quandodizemosqueoagrupamentopossui1bytecompostopor8bits, estamos dizendo que o nmero formado por 8 algarismos composto por 0 e 1 e cada algarismo 1 byte. O nmero formado por 4 bits chamado nibble e o nmero formado por 16 bits (ou 2 bytes) chamado word. Namatemtica,operaescomzeroeumnosistemabinriosorealizadas comalgebrabooleana.Osnmerosdocomputadorsoescritoscomoito dgitos(bits)formadosporzeroseuns.Aposiododgitoatribuiraeleum valor diferente, assim como ocorreu com o sistema binrio. Converso de binrio para decimal Paraconverterumnmerobinrioparaonmerodecimalequivalentebasta multiplicar cada dgito pela potncia de 2 relativa posio por ele ocupada e somarosresultados.Assim,porexemplo,onmerobinrio101equivaleao nmero 5 no sistema decimal. 101 = 1x22 + 0x21 + 1x20 = 1x4 + 0x2 + 1x1 = 4 + 0 + 1 = 5Damesmaformacomoacontecenosistemadecimal,osnmeros fracionriossoexpressosempotnciasdeexpoentenegativo.Assim,por exemplo, o nmero binrio 0,01 equivale ao nmero 0,25 no sistema decimal.0,01=(0x2-1)+(1x2-2)=(0x121)+(1x122)=(0x12)+(1x14)= (14) = 0,25 Vamospraticar?Objetivo:exercitaraconversodedecimalpara binrio. Exerccio- Converta para o sistema decimal os seguintes nmeros binrios. a) 1011101..................................................... b) 0,1101 ....................................................... c) 11001,00101.............................................. Lembre-se l SENAI-PE 12 Converso de decimal para binrio Dividir o nmero decimal sucessivamente por dois at obter zero. Os restos de cada operao formam o novo nmero binrio, sendo o valor do primeiro resto, o dgito menos significativo, e o ltimo, o mais significativo. Vamospraticar?Objetivo:exercitaraconversodebinriopara decimal. Exerccio - Converta para o sistema binrio os seguintes nmeros decimais. a) 66................................................................ b) 227 ............................................................. Paraconverterapartefracionriadeumnmerodecimalparabinrio, multiplica-sesucessivamenteapartefracionriapor2.Aparteinteirado resultadodecadamultiplicaoumdgitobinriodonovonmero,sendoo valordaprimeiramultiplicaoodgitomaissignificativoe,oltimo,omenos significativo.Ocritriodeparadadependedonmerodedgitossignificativosque pretendemos no resultado. Vamospraticar?Objetivo:exercitaraconversodedecimalpara binrioExerccio-Convertaparaosistemabinrioosseguintesnmerosdecimais fracionrios. a) 0,625............................................................... b) 0,32................................................................. Sistema Numrico Hexadecimal O sistema hexadecimal um sistema de numerao posicional que representa os nmeros em base 16, portanto empregando 16 algarismos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E e F. Devido ao sistema decimal, geralmente usado para a numerao,apenasdispordedezsmbolos,deve-seincluirseisletras SENAI-PE 13 adicionaisparacompletarosistemahexadecimal.Deve-senotarqueA16= 1010, B16 = 1110 e, assim, sucessivamente. Comoosistemabinriopossuiapenasdoisalgarismos,paraserepresentarum nmero decimal de dois digitos neste sistema devemos utilizar pelo menos 4digitosou4bits(1010=10102).Oscomputadoresevoluramrapidamente parasistemasdeprocessamentobaseadosem16bits,daporqueosistema hexadecimalpassouasermuitoutilizado,poiselegerarepresentaes numricascompactaseasconversesentrehexadecimalebinrioso simples. Converso de hexadecimal para a base decimal Paraconverterumnmerohexadecimalparaonmerodecimalequivalente bastamultiplicarcadadgitopelapotnciade16relativaposioporele ocupada e somar os resultados.Vamospraticar?Objetivo:exercitaraconversodehexadecimal para decimal. Exerccio-Convertaparaosistemadecimalosseguintesnmeros hexadecimais. a) 10, 1A .................................................. b) 13C....................................................... Paraconverternmerosdecimaisemhexadecimaisusa-seummtodo semelhante ao que se utiliza para converter nmeros decimais em binrios. O mtodoconsisteemdividironmerodecimalsucessivamentepordezesseis atobterzero.Osrestosdecadaoperaoformamonovonmero hexadecimal,sendoovalordoprimeirorestoodgitomenossignificativo,eo ltimo, o mais significativo.Vamospraticar?Objetivo:exercitaraconversodedecimalpara hexadecimal. Exerccio-Convertaparaosistemahexadecimalosseguintesnmeros decimais:a) 327................................................ b) 418................................................ SENAI-PE 14 Para converter a parte fracionria de um nmero hexadecimal usa-se tambm um mtodo semelhante ao usado para converter nmeros fracionrios decimais paraosistemabinrio.Nestecaso,multiplica-sesucessivamenteaparte fracionriapor16.Aparteinteiradoresultadodecadamultiplicaoum dgito hexadecimal do novo nmero, sendo o valor da primeira multiplicao o dgito mais significativo e, o ltimo, o menos significativo. O critrio de parada depende do nmero de dgitos significativos que pretendemos no resultado. Vamospraticar?Objetivo:exercitaraconversodedecimal fracionrio para hexadecimal. Exerccio-Convertaparaosistemahexadecimalosseguintesnmeros decimais:a) 0,625............................................... b) 0,32 ................................................ Converso de hexadecimal para a base binria As converses da base 16 para a base binria so extremamente simples, da serosistemahexadecimaloescolhidomaisfrequentementeparasubstituiro sistema binrio. Cada dgito hexadecimal equivale a quatro dgitos binrios. Para converter um nmero binrio para o sistema hexadecimal agrupam-se os dgitos binrios em gruposdequatro,dadireitaparaaesquerda,esubstitui-secadaumdestes grupos por um dgito hexadecimal de valor equivalente.Vamospraticar?Objetivo:exercitaraconversodebinriopara hexadecimal. Exerccio-Convertaparaosistemahexadecimalosseguintesnmeros binrios: a) 11010110..................................................... b) 10011111,101.............................................. SENAI-PE 15 Paraconverterumnmerobinrioparaosistemahexadecimalomtodoo inverso deste, ou seja, substitui-se cada dgito hexadecimal por um grupo de 4 dgitos binrios com valor equivalente. Resumindo,natabela01,temosarelaodeequivalnciaentreosnmeros decimais, binrios e hexadecimais de 0 a 15. Portas Lgicas Portaslgicassocomponenteseletrnicosquerecebemumoumaissinais lgicos de entrada e produzem um sinal lgico de sada. Sinal lgico de entrada um pulso eltrico ligado na entrada da porta lgica. A presena de tenso +Vcc entendida como 1 (verdadeiro) e a sua ausncia interpretada como 0 (falsa). Tabela 01 - Equivalncia entre nmeros decimais, binrios e hexadecimais DECIMAL BINRIO HEXADECIMAL0 0000 01 0001 12 0010 23 0011 34 0100 45 0101 56 0110 67 0111 78 1000 89 1001 910 1010 A11 1011 B12 1100 C13 1101 D14 1110 E15 1111 F SENAI-PE 16 Sinallgicodesadaarespostadasoperaesinternasdaportalgicade acordo com a Lgica Matemtica ou Lgica de Boole, da o nome porta lgica. Novamente,apresenadetenso+Vccnasada1(verdadeiro)easua ausncia 0 (falso). As combinaes da entrada e a respectiva resposta na sada so apresentadas em uma tabela denominada Tabela da Verdade. Veja abaixo o resumo do funcionamento das portas lgicas. Tabela 02 - Funcionamento de portas Lgicas wikipdia (hsttp://pt.wikipedia.org/wiki/Porta_l%C3%B3gica) acesso em 10/11/2008. SENAI-PE 17 Tipos de Memria AsMemriassoreasdestinadasaoarmazenamentodedados.Podemser de dois tipos: volteis e no volteis. Memriasdearmazenamentovolteissoaquelasnasquaisumaperda, mesmo que breve, de alimentao de energia resultar na perda da informao armazenada. Emcontrapartida,memriasdearmazenamentonovolteismantmsua informaomesmoduranteaausnciadealimentao,oquesvezes denominado memria retentiva. NaorganizaodosistemadememriadosCLP,encontraremosousode ambosostipos,incluindo-seainda,emalgunsequipamentos,umsistemade fornecimentodeenergiaviabateriasouacumuladores,afimdemanteros dados que esto armazenados em memrias volteis. Os tipos de memrias e como suas principais caractersticas afetam a forma de armazenamento/alterao dos dados so relacionados em seguida: RAM:(RandomAccessMemory)MEMRIADEACESSOALEATRIO memriaquepermite acessoaqualquer posioemqualquerordem,semter queacessarseqencialmenteapartirdoprimeiroelemento.otipode memriavoltilmaisamplamenteutilizado.Suaprincipalcaractersticareside no fato de que os dados podem ser gravados e alterados facilmente, ficando a critrio das necessidades do usurio. Nos CLP, so utilizadas para formar uma readearmazenamentotemporrio,comoumaespciederascunhode informaes, tanto de dados como de programas. ROM:(ReadOnlyMemory)MEMRIAEXCLUSIVADELEITURA.So memriasespecialmenteprojetadasparamanterarmazenadasinformaes que,sobhiptesealguma,poderoseralteradas.Assim,suanicaformade acessoparaoperaodeleitura.Devidoaessacaracterstica,elasse encaixamnacategoriadememriasnovolteis.NumCLP,elaspodemser encontradas para o armazenamento do programa executivo, por exemplo. PROM:(ProgrammableReadOnlyMemory)MEMRIAPROGRAMVEL EXCLUSIVADELEITURAmemriaexclusivadeleituraquepodeser programadapelousurio(diferentementedaROM,queprogramadapelo fabricante),pormemumanicaoperaodegravaoque,casomal sucedida, comprometer permanentemente a sua utilizao. SENAI-PE 18 EPROM:(ErasableProgrammableReadOnlyMemory)MEMRIA EXCLUSIVA DE LEITURA PROGRAMVEL E APAGVEL. um tipo especial de PROM que permite ao usurio efetuar alteraes nos dados ali contidos. O processodeapagamentodosdadospr-armazenadosfeitopelaexposio temporria do chip a uma fonte de luz ultravioleta. A EPROM pode se constituir em um excelente meio de armazenamento no voltil do programa de controle que o CLP ir executar, aps, porm, o mesmo ter sido elaborado e totalmente isento de erros, enquanto armazenado em RAM.EEPROM: (Eletrically Erasable Programmable Read Only Memory) MEMRIA EXCLUSIVADELEITURA,PROGRAMVELEAPAGVEL ELETRICAMENTE.Sodispositivosdememriaque,apesarde novolteis, oferecemamesmaflexibilidadedereprogramaoexistentenasRAM. Atualmente,existemCLPequipadoscomEEPROMemseusistemade memria, devido sensvel vantagem advinda do seu uso. Porm as EEPROM apresentam duas limitaes: oprocessoderegravaodeseusdados,quespodeserefetuado aps a limpeza das clulas;a vida til, que limitada pelo nmero de reprogramaes que ela pode receber. SENAI-PE 19 DISPOSITIVOS DE ENTRADA E SADA Dispositivos de entrada e sada so utilizados para enviar ou receber sinais do CLP, sejam eles discretos (digitais) ou analgicos. Sensores Dispositivosconstrudosparadetectarapresenaoupassagemdemateriais metlicosounometlicos,porproximidadeouaproximao,semcontato fsico. Esta deteco pode ser feita por resistncia, capacitncia ou indutncia, de forma mais ou menos proporcional. Caractersticas fundamentais dos sensores para automao O sinal de um sensor pode ser caracterizado por: Linearidade Grau de proporcionalidade entre o sinal gerado e a grandeza fsica.Faixa de Atuao Intervalo de valores da grandeza em que pode ser usado o sensor. Histerese Distncia entre os pontos de comutao do sensor. Fig. 01 Dispositivos utilizados na automao de sistemas - SIEMENS Fig. 02 - Sensor Indutivo de Proximidade SENAI-PE 20 Fig. 03 Botoeira Siemens Sensibilidade Distnciaentreafacedosensoreoatuadornoinstanteemque ocorre a comutao.Superfcie Ativa Superfcie atravs da qual o campo eletromagntico de alta freqncia se irradia no meio externo.Fator de Correo Fatorquepermiteareduodadistnciasensoraempresenade determinados materiais. Freqncia de Comutao Corresponde quantidade mxima de comutaes por segundo.Na tabela abaixo podemos verificar tipos de sensores. FamliaTipoPrincpio de funcionamento IndutivosproximidadeGeraodecampoeletromagntico em alta freqncia. CapacitivosproximidadeGeraodecampomagntico desenvolvido por oscilador. difuso Retro-reflexivo barreira Transmissoerecepodeluz infravermelha que pode ser refletida ou interrompidaporumobjetoaser detectado. difuso reflexivo Sensores ticos Ultra-snicos barreira Transmissoourecepodeonda sonoraquepodeserrefletidaou interrompidaporumobjetoaser detectado. Tabela 03 Tipos de Sensores Botoeiras Asbotoeiraspropiciaminformaesdigitais(zeroouum) responsveisporacionamentoedesligamentode motores, vlvulas, esteiras, etc. SENAI-PE 21 Fig. 05 - PressostatoTelemecanique Fig. 04 Chave Fim de Curso Telemecanique Chaves Fim de Curso Osinterruptoresdeposio(ouchaves fim decurso)so dispositivosdotipochavedeimpulso,tambm denominadosdeMicro-Switch,quequandoacionados, podemhabilitaroudesabilitarqualquereventodo processo. Pressostatos Ospressostatostmporfunocontrolarouregularuma presso num circuito hidrulico ou pneumtico. Eles transformam umamudanadepressoemsinaleltricodigital,quandoa referncia fixada for atingida. SENAI-PE 22 IMPORTANTE l Uma bateria opcional garante a retenao dos dados da memria RAN, na falta de alimentaao CA. -CPU 221: nao permite expansao. -CPU222:2mdulosde expanso no mximo. -CPU 22+ e CPU 226: no maximo 7 mdulosdeexpansao,sendo destes,nomaximo,2mdulos inteligentes(EN277-PROF!BUS-DP). ASPECTOS DO HARDWARE - SIMATIC S7200 OCLPSiemensS7-200possuiumaunidadecentralcompactade processamento (CPU) que rene: A CPU propriamente dita que executa o programa e armazena dados. As entradas digitais que monitoram sinais dos equipamentos de campo (tais como sensores e interruptores). Assadasdigitaisquecontrolambombas,motoreseoutros equipamentos dentro do processo. A fonte 24Vcc que alimenta a CPU e os mdulos de expanso. ACPUpossuiledsindicadorosdestatusque propiciamindicaovisualsobreoestadodaCPU (RUN,STOPouSF)easituaodasI/O(entradase sadas). SF: Led Vermelho:indica falha no sistema (System Fault). RUN: Led Verde:a CPU est em ciclo. Stop: Led Amarelo:o CLP NO est rodando o programa. I X.X, entrada genrica. Led verde indica que est energizada. Q X.X, sada genrica. Led verde indica que est habilitada. OsmdulosdeexpansopermitemadicionarI/Odigitaisou analgicasesoconectadasCPU,atravsdeumBUSconector (barramento). SAIBA MAIS.... SENAI-PE 23 Alimentao Fig. 07 -Conexes Eltricas do CLP S7 - 200 Fig. 06 Estrutura do CLP S7-200 SENAI-PE 24 !nstalaroS7-200ouequipamento associadoaele,comtensao aplicada,podecausarchoque eltricoouoperaaodefeituosado equipamento.Sigasempreasprecauoesde segurana apropriadas e assegure-se de que o S7-200 esta desenergizado, antesdetentarinstalarouremover qualquer equipamento. Princpio de Funcionamento Fig. 08 - Estrutura de Processamento de um CLP DICA l SENAI-PE 25 Fig. 09 - Interao entre entradas e sadas de um CLP A) Inicializao No momento em que o CLP ligado, ele executa uma srie de operaes pr-programadas, gravadas em seu Programa Monitor. VerificaofuncionamentoeletrnicodaC.P.U.,memriasecircuitos auxiliares; Verifica a configurao interna e compara com os circuitos instalados; Verifica o estado das chaves principais ( RUN / STOP , PROG, etc. ); Desativa todas as sadas;Verifica a existncia de um programa de usurio; Emite um aviso de erro, caso algum dos itens acima falhe.

B) Leitura das entradas e atualizao e das imagens O CLP l o estados de cada uma das entradas, verificando se alguma foi acionada.Esteprocessochama-seCiclodeVarreduraouScane normalmente dura microssegundos(scan time). ApsoCiclodeVarredura,oCLParmazenaosresultadosobtidosem umaregiodememriachamadadeMemriaImagemdasEntradase Sadas.Elarecebeestenomeporserumespelhodoestadodas entradasesadas.EstamemriaserconsultadapeloCLPnodecorrer do processamento do programa do usurio. C) Programa OCLP,aoexecutaroprogramadousurio,apsconsultaraMemria Imagem das Entradas, atualiza o estado da Memria Imagem das Sadas, de acordo com as instrues definidas pelo usurio em seu programa. SENAI-PE 26 D) Atualizao das sadas referidas imagem OCLPescreveovalorcontidonaMemriadasSadas,atualizandoas interfacesoumdulosdesada.Inicia-seento,umnovociclode varredura (etapa B). Modos de Operao da CPU OmododeoperaodaCPUdoCLPS7-200definidopelachaveseletora localizada na prpria CPU. ModoRUN:programarodando.Noexistepossibilidadede transfernciade um novoprograma,nema modificao doque est rodando. ModoSTOP:oprogramaemexecuointerrompidoparaque se possa realizar alguma alterao. ModoTERM:possvelalteraroprogramacomesterodando, porm,nahoradefazerodownloaddoprogramaalterado, necessrio levar a CPU para STOP. Protocolos Protocolo PPI(protocolo fsico = cabo) PPIumprotocoloMestre-Escravo.Nesteprotocolo,omestreenviauma ordemeosescravosrespondem.Osescravossempreesperamum comando do mestre. O S7-200 normalmente um escravo na rede. O limite do protocolo PPI de 32 mestres em uma rede. Protocolo MPI(protocolo fsico = cabo) MPIpodeserumprotocoloMestre-MestreouMestre-Escravo.Seo dispositivo de destino um CLP S7-300, ento a conexo Mestre-Mestre porqueoS7-300mestrenarede.SeodispositivodedestinoumCLP S7-200 CPU, ento a conexo ser Mestre-Escravo, porque os S7-200 so escravos na rede. Na conexo MPI outro mestre no pode interferir. Protocolo PROFIBUS(protocolo lgico = software de gerenciamento de rede) SENAI-PE 27 OprotocolodePROFIBUSprojetadoparacomunicaesdealta velocidadecomdispositivosdeI/Odistribudos(I/Oremoto).Hmuitos dispositivosPROFIBUSdisponveisnomercado.RedesPROFIBUS normalmente tm um mestre e vrios escravos. O mestre configurado para saberquetiposdeescravosestonaredeeseusendereos.Omestre escreve instrues nos escravos e l o feedback destes. Cabos de Conexo PodemosprogramaroCLPS7-200utilizandoumPCcomosoftwareStep7-Micro/Win instalado. A Siemens prov dois meios fsicos para conectar o PC ao S7-200. ConexodiretausandoumcaboconversorPPI(interfacepontoa ponto) Multi-Mestre. CartoCP(processadordecomunicaes)comumcaboconversor MPI (interface multi ponto). OcaboPPIomaiscomumeeconmicomtododecomunicaoentrea porta de comunicao 0 ou 1 do S7-200 e a porta de comunicao serialCOM 1ouCOM2doPC.Eletambmpodeserusadoparaconectaroutros equipamentos de comunicao ao S7-200. AextremidadedocaboPPI,queseconectaaoPC,RS-232eest marcada PC. AextremidadedocaboPPI,queseconectaaoS7-200,RS-485e est marcada PPI. SENAI-PE 28

OcaboRS-232/PPIMulti-Mastertem8Switches(chaves).Duasdelasso usadas para configurar o cabo para operao com o STEP 7 - Micro/WIN. SevocestconectandoocaboaoPC,selecionePPI mode(chave5=1)e operao local (chave 6 = 0). Se voc est conectando o cabo a um modem, selecione PPI mode (chave 5 = 1) e operao remoto (chave 6 = 1). As chaves 1, 2 e 3 selecionam a taxa de transmisso de dados (Baud Rate). O Baude Rate mais comum 9600, que tem posicionamento de chaves igual a 010. Fig. 10 -Cabo PPI atual (8 chaves) SENAI-PE 29 Fig. 11 - Cabo de Comunicao entre PC e CLP OcaboPP!tambm fornecidocomterminaao USB.Nestaversaoeleplug andplay"(instalaao automatica),naohachaves paraseremsetadas,como na versao anterior.ConecteocaboPP!eo selecionecomointerface padrao,selecioneo protocolo PP! e sete a porta USB no PC.S um cabo USBfPP!, por vez,podeserconectadoao PCparausaroSTEP7-NicrofW!N. Escolha o cabo PC/PPI como iterface e selecione a porta RS-232 que voc pretende usar no PC. No cabo PPI selecione o endereo da estao e o BaudRate.Vocnoprecisafazeroutrasseleesporqueaseleodo protocolo automtica com o cabo RS-232/PPI Multi-Mestre. Ambososcabos,USB/PPIeoRS-232/PPIMulti-Mestre,tmLEDs que indicam a atividade de comunicao. O LED Tx, verde - indica que o cabo est transmitindo informao para o PC. O LED Rx, verde - indica que o cabo est recebendo dados. O LED PPI, verde - indica que o cabo est transmitindo na network. Switches (chaves) 1, 2 e 3 determinam a taxa de transmisso de dados (baud rate). Chave 5 seleciona o modo PPI ou PPI/Freeport. Chave 6 seleciona modo local ou remoto. Chave 7 seleciona protocolo PPI de 10-bit ou 11-bit. Chaves 4 e 8 so spare (reserva). SAIBA MAIS.... SENAI-PE 30 Fig. 12 - Cabo PPI antigo (5 chaves) OcaboPP!antigo possuiapenas5 microswitchspara configuraao,comose v no esquema. SAIBA MAIS.... SENAI-PE 31 ASPECTOS DE SOFTWARE - STEP 7 MICRO/WIN O software de programao da linha de equipamentos S7-200 da SIEMENS o STEP 7 Micro/Win. Na figura, a seguir, vemos o ambiente de programao.

Ambiente de Programao Barra de Ttulos Onde lemos o nome do software e o nome do projeto. Barra de Menu (Comandos) File, Edit, View, PLC, Debug, Tools, Windows e Help Fig. 13 - Ambiente de Programao STEP 7- Micro/Win SENAI-PE 32 Fig. 15 - STEP 7 - Micro/Win - Menu PLC, Debug, Tools e Windows Upload utilizado para carregar o programaque est no PC para a memria do CLP. Download utilizado para deslocar o que est namemria do CLP para o PC. Compile (compilar converter programa fonte em programa objeto) utilizado para compilar o programa. Quando se faz acompilao, o software fazuma varredura no programaem busca de erros. Clear (limpar) utilizado para limpar oprograma residente da memriado CLP.

Fig. 14 - STEP 7 - Micro/Win - Menu File, Edit e View SENAI-PE 33 Fig. 16 - STEP 7 - Micro/Win - Menu Help Fig. 17 Menu View Help (ajuda) Oferece 3 meios para se obter informaes: I.Contents and Index (contedo e ndice) Apresentatodoocontedoporordem alfabtica.II.Whats This? (O que isto?) Aoserselecionado,apareceaoladodo cursorosmbolodeinterrogao(?). Selecionando,comestecursorespecial,oitem sobre o qual se deseja a informao, abre-se a tela do HELP. III.S7-200 on the Web ApresentaalgunssitesnaWebondepodemosconseguircatlogos, suporte, dicas e outras informaes. Barra de Ferramentas Ondeencontramosasferramentasusadasparaaelaboraoe execuo do programa.Barra de Status Parteinferiordatela,ondevemosseestamosemumatelaprincipal (MAIN)ouemumasub-rotina(SBR)ou,ainda,emumarotinadeinterrupo (INT). Outros meios produzem o mesmo efeito do recurso Whats This? Selecionar com o mouse o item sobre o qual se deseja informaao e clicar F1". Clicar com o botao direito do mouse sobre o item e selecionar HELP. Dentro do HELP, para filtrar a pesquisa, usar tpicos da ajuda - indice ou localizar". SAIBA MAIS.... SENAI-PE 34 Fig. 18 Tela do System Block rea de trabalho Composta de networks. Onde a lgica do programa ser escrita.Barra de Navegao Barra de atalho esquerda da tela, onde encontramos as opes:I.System Block;II.Program Block; III.Symbol Table; IV. Status Chart; V.Cross Reference;VI. Communications;VII.Set PG / PC Interface; VIII.Data Block; Essas opes tambm podem ser encontradas em Instruction Tree ou pela barra de Menu na opo View - Component, como se v na figura. I. System Block (bloco de sistema) NoSystemBlockconfiguramostodasascaractersticasda CPU do S7-200. A) Communication Ports (portas de comunicao) Nesta pasta configuramos as caractersticas de comunicao da CPU. CLP Address Endereo da CPU na rede PPI; SENAI-PE 35 Highest Address Nmero mximo de participantes na rede PPI; Baud Rate Velocidade de Comunicao (CP CLP; CLP CP); Retry Count Nmero de vezes que o sistema tenta se comunicar com o CLP, antes de sinalizar a falha; GapUpdateFactorQuantoselementosfrente,aCPUdeve pesquisar na rede. B) Retentive Ranges (faixas retentivas) Nestapastaconfiguramosasreasdememriaretentiva (relembrando:memriaquenoperdeainformao,mesmocomaCPU desligada). Data rea - Estabelece o tipo de memria em cada range. Offset -Endereo inicial da memria. NumberofElements-Nmerodeelementosque,apartirdo endereo inicial, ocupar a rea de memria retentiva. Clear -Boto que limpa os campos. Defaults -Boto que carrega as caractersticas originais da CPU. Fig. 19 Opo Retentive Ranges SENAI-PE 36 C)Password (senha) Nestapastapodemosinserirumasenhaparaoacessoparcialoutotalda aplicao que est sendo realizada. O tipo de acesso pode ser selecionado: Level1(nvel1)AcessototalCPU.Nosersolicitada senha. Level2Acessoparcial,visualizaodoprogramaeupload.A senhasersolicitadaparaefetuardownload,forarmemriase programar. Level3Acessomnimo,visualizaodoprograma.Asenha sersolicitada para efetuaruploadedownload, forarmemrias e programar. Fig. 20 Opo Password SENAI-PE 37 D)Output Table (tabela de sada) Nestapastaobtemosrecursosquenospermitemselecionaralgumas sadas que sero energizadas, assim que a CPU for para o estado STOP. Sevocquisercongelarassadasnoseultimoestado,escolha Freeze Outputs (congelar sadas) e clique OK. Sevocquisercopiaratabeladevaloresparaassadas,entrena tabeladesadasecliquenorespectivoboxparacadasadaquevocquer setaron(1).DepoisdatransiodaCPUdeRunparaStopamudana ser confirmada. Para salvar as alteraes clique OK. Os valores default na tabela so todos zero. OBS: Sendo a funo Freeze Outputs selecionada, quando a CPU for para o estado STOP, ser mantido o ltimo estado de todas as sadas. Fig. 21 Opo Output Tables SENAI-PE 38 E)Input Filters (filtros de entrada) Nestapastaselecionamosumtempoqueservirdefiltro,parano interpretar rudos erroneamente nas entradas.

E.1) Analog Input Filters (filtros de entrada analgica) Nesta pasta habilitamos as entradas analgicas que estamos utilizando noprojeto.Definimosonmerodeamostragensquedevemserfeitaspara executar a mdia e passar para o processo. F) Background Time (tempo de retaguarda) Nestapastapodemosselecionarqualporcentagemdotempodeciclo (scan) ser reservada para a comunicao com placas especiais, rede, etc. O percentual default dedicado ao processamento de comunicao 10%. Este valor pode ser alterado at o mximo de 50%. Fig. 22 Opo Input FiltersSENAI-PE 39 Estareservadetempoimplicaemtermosumcontrolemaislentodo processo. G)PULSE CATCH BITs (BITs de captura de pulso) Atravsdestapastaconfiguramosasentradasquedeveroser memorizadas at que a CPU inicie um novo ciclo (scan). Este recurso muito utilizadoquandoumaentradatemumtempodeestadoativo(nvellgico1), menorqueotempodeciclo(scan)doprograma.AoperaodoPulseCatch pode ser habilitada individualmente para cada entrada digital. Fig. 23 Background Time Fig. 24 Pulse Catch Bits SENAI-PE 40 II. Program Block (bloco de programa) NoProgramBlockestolocalizadososblocosondeousurio realizar a programao do CLP, de acordo com as solicitaes do projeto de automao. III. Symbol Table (tabela de smbolos) NoSymbolTablepodemossubstituirosendereosdoCLP (entradas,sadas,flags)porsmbolos(texto).Porexemplo, podemossubstituir,emqualquerprogramadesenvolvido,a entrada I0.0 pelo smbolo DESLIGA, a entrada I0.1 pelo smbolo LIGA e assim por diante. Fig. 26 Utilizao da tabela de smbolos Fig. 25 - Funcionamento da funo Pulse Catch Bits SENAI-PE 41 Fig. 27 Tabela do Status Chart Fig. 28 - Tabela do Cross Reference IV. Status Chart (estado das variveis) No Status Chart o usurio pode verificar o status das variveis selecionadasporele(habilitada,desabilitada,valorda contagem,etc),bemcomopodeforarovalordasreferidas variveis.Osdadossovisualizadosemformadetabela,comosepodeobservara seguir.Tools Options Status Chart permite configurar a tela do Status Chart. Address: endereo da varivel a ser observada. Format:formatoescolhidoparavisualizaravarivel.Osformatosdisponveis so: Bit, Signed (Inteiro com sinal), Unsigned (inteiro sem sinal), Hexadecimal e Binary. Current Value: valor atual da varivel. New Value: valor utilizado para forar a varivel. V. Cross Reference (referncia cruzada) NoconeCrossReferencegeradaumatabelaqueidentifica todososoperandosusadosnoprograma.Natabelaso indicados o operando (entrada, sada, memria, contador, etc), o bloco ao qual o operando pertence, a(s) network(s) na(s) qual(is) o operando est presente e a forma como o operando est sendo utilizado (contato, bobina, etc). O S7-200 permite forar qualquer um ou todos os pontos de I/O, alm disto voc tambmpodeforarat16memriasinternas(VouM)ouvaloresdeI/O analgicos(AIouAQ).MemriasVouMpodemserforadasusandobytes, words ou double words. Valores analgicos s podem ser forados usando words. SENAI-PE 42 VI. Communications (comunicaes) NoconeCommunicationstestamosacomunicaoentreo CLP e o computador. Dandoumcliqueduplocomobotoesquerdodomouse noconeDoubleClicktoRefreshoPCtenta estabelecercomunicaocomoCLP.QuandooCLP encontrado, a caixa de dilogo informa o endereo do mesmo na rede. VII. Set PG / PC interface Neste cone configuramos o meio fsico de comunicao entre o PCeoCLP.NestetextoserconsideradoousodocaboPPI, como meio fsico de comunicao entre o PC e o CLP. Fig. 29 Tela do Communications SENAI-PE 43 e NaopoPropertiesconfiguramosocaboPPIeolocalde comunicao(portasdecomunicaoCOM1,COM2,COM3ouUSB,neste ltimo caso, apenas na verso V4.0 SP5 do STEP7 Micro / Win). VIII. Data Block O Data Block um editor de texto com forma livre. Fig. 30 Tela Set PG/PC Interface Fig. 31 Telas do Properties PC/PPI cable SENAI-PE 44 ESTRUTURA DO PROGRAMA STEP7 MICROWIN Unidades Organizacionais de Programa (POU) OB1(MAIN):ProgramaPrincipal.Desenvolvidopelousurio,roda uma vez em cada ciclo (scan); SBR_X: Sub-rotinas. Blocosdesenvolvidospelousurioparaserem executados quando habilitados por um evento programado no OB1; INT_X: Interrupes. So blocos que podem ser desenvolvidos para serem executados a partir de um evento de interrupo. Caractersticas Estruturais do Programa Programa Linear Todas as instrues esto contidas emum bloco, normalmente no OB1(MAIN). Por ter todas as instrues dentro de umnico bloco, deve ser usado quandotemos um s programador. Todas asinstrues so realizadas a cada ciclo,mesmo aquelas que no esto sendousadas, com isto a perda deperformance da CPU. Para realizarmanuteno ou modificao,oprograma ter de ser analisado, Fig. 33 Exemplo de Programa Linear Fig. 32 Tela do Data Block SENAI-PE 45 mesmo que a alterao seja simples. Exemplo: Observar que na parte inferior esquerda da tela est ativo o MAIN (tela principal). Programa Particionado Asinstruesparacadadispositivooutarefaestocontidasemblocos individuaiscomoFCouFB.OOB1apenaschamacadablocoemuma seqncia determinada. NoOB1temosoprogramaprincipaleosblocosatuamcomosub-rotinasdo programa principal. O programa principal e os blocos no trocam dados, porm cada rea funcional tem seu bloco especfico, facilitando a manuteno do programa e agilizando o processamento. Podemos ter vrios programadores, cada um programando um bloco. OB1(MAIN) chamando bloco de sub-rotina Exemplo: Observe a memria SM0.0 chamando a sub-rotina 0. Fig. 34 Exemplo de Programa Particionado tela principal SENAI-PE 46 E aqui, vemos a sub-rotina (SBR_0) que foi chamada anteriormente Observe o canto inferior esquerdo da tela. Programa Estruturado Nestetipodeprogramaidentificamostipossimilaresourepetitivosde funes, e criamos solues genricas para essas situaes. Setemosvriosmotorescoma mesmalgicadecomando,podemos criarumalgicadecomandogenricaeapenassubstituirosendereos especficos de cada motor. Neste tipo de programa dados podem ser trocados. Um exemplo do que foi dito acima est no item: Blocos para desenvolvimento de sub-rotinas. Linguagens de Programao Umprogramaumasriedeinstruesoucomandosqueousurio desenvolveparafazercomqueoCLPexecutedeterminadasaes.Uma linguagemdeprogramao estabeleceregrasparacombinar asinstrues de forma que gerem as aes desejadas. Hvriaslinguagensdeprogramao,entretanto,amaisconhecidae tradicionalmenteutilizadaaLADDER,poissetratadeumaadaptaodo diagramaeltricofuncional,tambmconhecidocomoDIAGRAMALADDER (diagramasdecontatos).Comoalinguagemdeprogramaoladderum sistemagrficodesmbolosetermos,mesmoaquelesquenoesto totalmentefamiliarizadoscomosdiagramaseltricosfuncionais,podem aprend-los facilmente. Fig. 35 Exemplo de Programa Particionado tela da sub-rotina SENAI-PE 47 DoLadderpodemosmigrarparaosoutrosmodosdevisualizao.Nem sempre podemos fazer o contrrio. Outras estruturas de programao no to tradicionais quanto a ladder so: FBD = blocos lgicos (function block diagram); STL = lista de instrues (statement list);OSTLmuitoparecidocomalinguagemdeprogramaoAssembly. Apropriado para programadores experientes.SCL = linguagem estruturada (structured control language); Graphset=fluxogramadeumprocesso.Permiteumafcilcompreenso do processo. Das estruturas mencionadas, o S7-200 permite a programao em trs: STL, Ladder, FDB. Exemplo: Partida direta em: Ladder Fig. 36 Menu View Fig. 37 Partida Direta em Ladder SENAI-PE 48 FDB STL Fig. 38 - Partida Direta em FDB Fig. 39 - Partida Direta em STL SENAI-PE 49 Network A lgica normalmente separada em pequenos pedaos chamados Networks. O programa executado uma Network por vez, da esquerda para a direita e de cima para baixo. Quando a CPU chega ao fim do programa, volta ao comeo. Cada Network s pode ter uma sada ou sadas em paralelo. Uma sada s pode aparecer em uma Network. SenomearumasadaQ0.0elaNOpodeaparecernovamenteemoutraNetwork como sada, podendo ser usada como endereo de entrada, fazendo que a ao desta Network esteja condicionada ao anterior. Este endereo pode ser usado em uma entrada para fazer o pega de ummotor,porexemplo,enestecasopodemosusaromesmoendereoem vrias Networks. Tipos de Memria Umamemriaumaentidadevirtualqueutilizadaapenasparaajudaro desenvolvimentodalgicadeprogramao escalarinterna.Elausaamesma simbologia utilizada para entrada e sada. O S7-200 armazena informaes em diferentes localizaes de memria. Voc pode acessar dados na CPU em vrios tipos de rea de memria (V, I, Q, M, S, L,eSM)comobytes,words,oudoublewords.Paraacessarumdadono formato de byte, word, ou double word voc deve especificar o endereo. EndereoiniciadocomM(memory)virtualesubstitui,porexemplo,os contatos auxiliares. A memria do tipo M tem um range pequeno (do byte 0 ao byte 31). Endereo iniciado com V tambm virtual, como VM. A memria tipo V tem range bem maior (byte 0 ao byte 2047); sendo assim interessante usar a memria V. IMPORTANTEl SENAI-PE 50 Endereando uma varivel na memria - V Voc pode usar a memria V para armazenar resultados intermedirios de operaes que so executadas pela lgica de controle em seu programa, ou paraarmazenaroutrosdadosquepertencemaseuprocessooutarefa.Voc pode ter acesso memria V em bits, bytes, word ou double words. bit address = V10.2 wordaddress = VW100 (usando os bytes 100 e 101) Endereando uma varivel na memria M VocpodeusaramemriaMparaarmazenaroestadointermedirio deumaoperaoououtrainformaodecontrole.Vocpodeteracesso memria M em bits, bytes, word ou double words. Bit address = M26.7. Double word address = MD20 (usando os bytes de 20 a 23). Endereando uma memria especial SM OsbitSMpropiciamummeiodecomunicaoentreaCPUeseu programa.Vocpodeusaressesbitparaselecionarecontrolaralgumasdas funes especiais do S7-200: Um bit que 1 para o primeiro ciclo do scan. Umbitquemostraostatusdasinstruesdeoperaoedas instrues matemticas. Bit SM address = SM0.1 Byte SM address = SMB86 Memria Local e Global similarmemriaVcomumaexceo.AmemriaVtemum escopo global, enquanto a memria L tem um escopo local.Otermoescopoglobalsignificaqueomesmolocaldememriapode ser acessado por qualquer entidade do programa principal, sub-rotina ou rotina de interrupo.Otermoescopolocalsignificaqueaalocaodememriaest associada com a entidade de programa em particular. Voc pode acessar a memria L como bit, word ou double word. Bit L address = L0.0. Byte L address = LB33. SENAI-PE 51 Variveis temporrias - TEMP OtipodevarivellocalquevocpodeusardependedoPOU Unidades Organizacionais de Programa, onde voc est. OprogramaprincipalOB1,asrotinasdeinterrupoeassub-rotinas podem usar variveis temporrias (TEMP). Variveistemporriassestodisponveisenquantooblocoest sendo executado e esto prontas para serem reescritas, quando a execuo do bloco estiver completa. Sub-rotinaspodemtambmserusadasparachamarparmetros(IN, IN_OUT, OUT).IN - parmetro de entrada; OUT- parmetro de sada; IN_OUTparmetrocujovalorsupridopelaPOU,modificadopela sub-rotina, retornando para a POU. TEMPORARY-variveltemporriaquesalvatemporariamentena pilha de dados locais.Uma vez que a POU seja executada completamente, o valor da varivel temporria no est mais disponvel. Variveistemporriasnoguardamseuvalorentreasexecuesda POU. Asvariveisglobaisestoassociadassreasdememria que so usadas pelo CLP. As memrias podem ser I0.0, I0.1, ...,Im.n, Q0.0, Q0.1, Qm.n, V0.0, V0.1, ..., Vm.n, M0.0, M0.1, ...,Mm.n,etc.Ousodessasmemriassemprenico,pois umavezutilizadaemumrotinaousub-rotinadoprograma, elaNOpoderserutilizadaemoutraouatnaprpria rotina/sub-rotina.OquedeclaradonaVariableTable sempre varivel global. As variveis locais so aquelas que so vlidas apenas para arotinaqueestsendoprogramada,esodeclaradasna tabelaquesurgenotopodajanelaOB1edemaissub-rotinas. Quando usar variveis globais ou locais? Autilizaodevariveisglobaismaiscomum,pois normalmente os programas so feitos para uma determinada aplicao ou mquina. O uso de variveis locais indicado em rotinas criadas para utilizaoemdiversasaplicaes,porexemplo:umasub-rotina para uma chave YDELTA, que poder ser utilizada em diversas mquinas.IMPORTANTEl SENAI-PE 52 Endereando um acumulador AC Acumuladoressoequipamentosdeleituraeescritaquepodemser usados como memria. Vocpodeusaracumuladoresparapassarparmetrosdeumasub-rotina e armazenar valores intermedirios usados no clculo.ACPUpropicia4acumuladoresde32bits(AC0,AC1,AC2eAC3). Voc pode acessar os dados dos acumuladores como bytes, words ou double words. Endereando um contador de alta velocidade HC Essescontadorescontameventosemaltavelocidade,deforma independente do tempo de scan da CPU.SoacessadosporumamemriadotipoHC,podendoser endereados apenas como double word (32 bits). SENAI-PE 53 PROJETANDO NO S7-200 Criando um Projeto no S7-200 Dividaseuprocessoemseesquetenhamumnveldeindependnciauma da outra.Escrevaadescriodaoperaodecadaseodoprocessoou mquina: Pontos de I/O; Descrio da operao; Estadospermissivos(estadosquedevemseralcanadosantesde permitir ao) para cada actuator (solenides, motores, etc.); Descrio da interface de operao; Interface com outras sees do processo ou mquina; Desenho dos circuitos de segurana; Identificar equipamentos requeridos pela lgica de segurana. FazendoToolsOptionsGeneralpodemosselecionarcomovamos trabalhar, em termos de mnemnicos para exibio das instrues no editor de programa. Fig. 40 - Menu Tools - Options SENAI-PE 54 Podemos escolher entre: SimaticSimatic,queutilizaosmnemnicosemalemo,ouseja, entrada E (Eingabe) e sada A (Ausgabe). Simatic Internacional, mais usual, que usa os mnemnicos em ingls,I (Input) e Q (Quit). ParacriarumprojetoparaseraplicadonoCLPS7-200,devemosseguiros seguintes passos: 1.Abrir o programa STEP7-Micro/Win no micro; 2.Selecionar o item File na barra de tarefas;3.Em seguida o subitem New; 4.Ou clicar sobre o item folha em branco na barra de atalhos; 5.Depoisdetercriadooprojetoseguindoospassosdoitemanterior, selecionar agora o tipo de CPU a ser utilizada. Selecionar o item CLP na barra de tarefas e em seguida o subitem Type. Em seguida surgir uma janela, onde ser escolhido o tipo da CPU no item CLP Type. Se o CLP j estiver conectado no micro por meio do cabo de conexo,bastaclicar noitemReadCLPqueosistemareconhecerotipode CPU. Aps essa seqncia j podemos iniciar o projeto propriamente dito. Observequeatestaetapaoprojetosfoicriadoenodesenvolvido.Em breve,estaremosdesenvolvendooprojetoemlinguagemdeprogramao Ladder com os recursos oferecidos pelo S7-200. SadaeminglscomumenteseriaOutput, mas usar o mnemnico O criaria confuso com o nmero zero, da o uso do Quit. Fig. 41 Tela PLC Type DICA l SENAI-PE 55 Depoisdetercriadoumnovoprojetoerealizadoalgicade programao, por intermdio dos blocos disponveis no CLP S7-200, chegou a hora de estabelecermos a comunicao do CLP com o PC para que possamos transferir o projeto desenvolvido no PC para o CLP. 1Passo:selecionarnabarradeferramentasoitemCLPedepoiso subitem Type. 2 Passo: surgir uma nova janela, onde deveremos selecionar a opo Communications. 3Passo:apsselecionaraopoCommunications,surgirajanela Communications Setup, onde devemos escolher a opo PC / PPI cable (PPI). PARA EXECUTAR O PROGRAMA NO PLC fazer a lgica no PC no ambiente do step 7; salvar; compilar; download para o PLC; colocar o PLC em RUN via PC; ativarPROGRAMSTATUSquepermitevero funcionamento do programa; atuaraschavesfsicasparaproduziro funcionamento. SENAI-PE 56 4Passo:surgirajanelaSetPG/PCInterface;nestajanela escolheremos o tipo de comunicao do CLP com o PC ou rede de CLP. ParaonossocasoacomunicaoserviacaboPPI,opoPC/PPI cable (PPI). Fig. 42 Tela Communications Setup Fig. 43 Tela Set PG/PC Interface SENAI-PE 57 5 Passo: aps ter escolhido o meio de comunicao do CLP com o PC, quefoiaopoPC/PPIcable(PPI),deveremosagoraselecionara opo Properties..., para configurarmos a velocidade de comunicao, o endereodoCLPnarede,aportadecomunicaodocomputador (COM1 ou COM2), etc. 6Passo:depoisdeconfiguradasasopesdajanelaProperties PC/PPIcable(PPI),devemosclicarnobotoOK,passandoparaa prxima janela. 7Passo:quandoajanelasurgir,deveremosdarumclickduplona opo Double Click to Refresh. Se a comunicao estiver correta aparecer o modelo da CPU do CLP. 8 Passo: fechar as janelas e retornar tela principal. Transferindo o Projeto do PC para o CLP ApsterestabelecidoacomunicaodoPCcomoCLP,nossaltimaetapa consiste na transferncia do projeto desenvolvido no PC para o CLP. No caso do S7-200, esta etapa chama de download. Antes de se realizar o download faz-senecessrioqueserealizeacompilaodoprograma,paraverificao de alguma falha com relao utilizao dos blocos do S7-200. A compilao pode ser realizada utilizando-se a tecla localizada na barra de atalhos. Realizando o Download 1 Passo: abrir o projeto que se deseja transferir para o CLP; Fig. 44 Telas Properties PC/PPI cable SENAI-PE 58 2 Passo: selecionar a opo File da barra de ferramentas e a sub-opo Download, ou a tecla na barra de atalhos; 3 Passo: Se no houver nenhuma falha na comunicao, o projeto ser transferido normalmente. Depoisdetersidorealizadoodownloadbastaagorarealizaras simulaesparaverificaraeficciadoprojetodesenvolvido,caso haja algo a ser modificado na programao do CLP na etapa de simulao que isto ficar mais claro. SENAI-PE 59 PASTA DE INSTRUES Nestapastaencontraremostodososelementosnecessriosparao desenvolvimento dos projetos. 1.Instrues Binrias 2.Temporizadores 3.Contadores4.Comparadores 5.Blocos de movimentao de dados 6.Operaes matemticas 7.Conversores 8.Blocos para desenvolvimento de sub-rotinas 1. Instrues Binrias Sinal Digital Asgrandezasfsicas,squaissoatribudosunicamentedoisvaloresou nveis, so chamadas de grandezas digitais ou sinais binrios.Exemplo de sinal digital: contato aberto ou fechado de uma botoeira ou rel de sobrecarga. Estas instrues esto contidas na pasta Bit Logic.So instrues relacionadas a bits, ou seja, dois nicos estados: 0 ou 1. Nestapastaencontramososcontatos,asbobinas,asinstruesdesete reset, os pulsos P (borda positiva ou de subida) e N (borda negativa ou de descida) e a instruo Not. Parametrizao: No CLP S7-200 as entradas so designadas pela letra I (input) seguida de dois nmeros; o primeiro se refere ao Byte e o segundo ao Bit.Exemplo: I 0.7 (entrada - bit 7 do byte 0) Fig. 45- Menu Bit Logic SENAI-PE 60 Fig. 47 - Bobina Fig. 46 Exemplo de utilizao do contato AssadassodesignadaspelaletraQ(quit)tambmseguidade dois nmeros.Exemplo: Q 3.2 (sada bit 2 do byte 3) Contato (entrada) OCLPS7-200dispededoistiposde contatos: contato scan em 1 e contato scan em 0. Ocontatoscan1funcionardeacordo com o sinal de seu respectivo endereo, ou seja, se o endereo do contato estiver no nvel lgico 1, o contato tambm estar no nvel lgico 1. Ocontatoscan0funcionardeformaopostaadeseuendereo,ou seja,seoendereodocontatoestivernonvellgico1,ocontatoestarno nvel lgico 0. OCLPS7-200possuitambmdoiscontatosespeciaisqueso imediatos, ou seja, no esperam o final da varredura para atualizar seu status. Estescontatossoutilizadosparainstruesdeemergncia,quandonose pode esperar todo o tempo de execuo do ciclo de varredura. Bobina (sada) Abobinaenergizadaquandooresultadolgico formadopeloscontatoseoutrasinstruesantecedentes mesma, for igual a 1. Da mesma forma que os contatos, tambm existem bobinas especiais quesodeatuaoimediata,ouseja,no esperamo finaldavarredurapara atualizar. Instruo de Set e Reset Nestestiposdebobinasnohanecessidadequealgica antecedenteaelassejasempreiguala1,bastaumavarreduraparaquea bobina energize (Set) ou desenergize (Reset). SENAI-PE 61 Onmeronaparteinferiordabobinaindicaquantosbits,apartirdo endereo inicial, o programa ir setar ou resetar. Tambm existem bobinas do tipo set ou reset Imediato. Vamos testar? Execute a rotina, a seguir, no CLP e analise o resultado Partida direta utilizando as bobinas de set e reset. Pulsos P / N Socontatosquedetectambordasdesubida(P)oudescida(N)da lgica anterior a eles, ficando no nvel lgico 1 por uma varredura (scan), logo em seguida retornam ao nvel lgico 0. Instruo NOT Estainstruoinverteoresultadolgicodalgicadeprogramao anterior a ela, ou seja, se o resultado lgico da lgica de programao anterior a ela for 0, ela transforma em 1, e vice versa. Fig. 48 Exemplo de utilizao de set-reset SENAI-PE 62 Fig. 50 Diagrama de fora e comando da partida direta com reverso Vamos testar? Execute a rotina, a seguir, no CLP e analise o resultado Vamospraticar?Objetivo: transformaralgicatradicionalde rels em Ladder. Exerccio Partida Direta ElaborarnoCLPumarotina de programao linear, que atenda as condiesdocircuitoauxiliarde comandoporpartidadireta,paraum motordeinduotrifsico.Faao programaemLadderedepois converta para STL e FDB. Vamos praticar?Objetivo: transformaralgicatradicionalde rels em Ladder. Fig. 49 Tela Set PG/PC Interface SENAI-PE 63 Exerccio Partida Direta com Reverso Elaborar no CLP uma rotina de programao particionada,que atenda ascondiesdocircuitoauxiliardecomandoparaumapartidadiretacom reversodeummotordeinduotrifsico.Faaoprogramaemladdere depois converta para STL e FDB. Vamos praticar?Objetivo: exercitar a utilizao do sensor digital para informao de posio. Exerccio Prensa para dobrar chapas Elabore a rotina de programao em Ladder, de forma particionada, de acordo com as orientaes a seguir: Oprocessodedobramentodechapasseriniciadopelabotoeiraliga. Quandoamesmaforpressionada,ocilindroAdeveravanarparafixara chapa na mesa de dobramento; Quandoachapaestiverfixadanamesadedobramento(cilindroA avanado)ocilindroBdeveravanarpararealizaraprimeiradobrana chapa; ApsocilindroBteravanadoerealizadoaprimeiradobranachapa,o mesmodeverpermaneceravanadoeacionaroavanodocilindroCpara que este possa realizar a segunda dobra na chapa; Fig. 51 Diagrama de simulao doexerccioprensa para dobrar chapas SENAI-PE 64 Fig.52 Menu Instructions Quandoasegundadobradachapativersidorealizada(cilindroC avanado), os trs cilindros devem voltar ao estado inicial para que o processo de dobramento de chapas possa ser retomado. Faaumdiagramaeltricoindicandoasconexes,noCLP,dos dispositivos de entrada e sada do processo. Temporizadores Estasinstruesestocontidasnapasta Timers.OStep7200dispedetrstiposde temporizadores: TON Temporizador ao trabalho, ou com retardo na energizao; TOF Temporizador ao repouso, ou com retardo na desenergizao; TONR Temporizador ao trabalho com reteno, ou com retardo na energizao com reteno. Essestemporizadorespossuemendereos especficos, para cada tipo e resoluo de contagem, de acordo com a tabela a seguir. Tipo do Temporizador ResoluoValor MximoNmero do Temporizador 1 ms32.767 sTO, T64 10 ms327.67 sT1-T4, T65-T68 TONR 100 ms3276.7 sT5-T31, T69-T95 1 ms32.767 sT32, T96 10 ms327.67 sT33-T36, T97-T100 TON, TOF 100 ms3276.7 sT37-T63, T101-T255 Tabela 04 Tipos de temporizadores Para especificar o tempo de atuao do temporizador deve-se escolher umvalorderesoluo,quepodeser1,10ou100ms,dependendodo endereo do temporizador escolhido, e a constante de contagem (PT) que deve ser um nmero inteiro.SENAI-PE 65 Porexemplo:se desejamosutilizarumtemporizadorparaacontagem de8segundospoderemosescolheraresoluode100mseaconstantede contagem 80, ou a resoluo de 10 ms e a constante de contagem de 800. Temporizador TON QuandoaentradaINestivernonvellgico1acontagemdetempo seriniciada.ApsatingidoovalordecontagemestabelecidoemPT,o endereo do temporizador ir para o nvel lgico 1. Deve-seescolherumaentrada(IN)responsvelpelaativaoda contagem e a constante de contagem (PT).SemprequeaentradaINdotemporizadorforparaonvellgico0,o valordetempocontadoserzeradoeoendereodotemporizadorirpara o nvel lgico 0, caso tenha conseguido ir para o nvel lgico 1. Vamostestar?ExecutearotinaaseguirnoCLPeanaliseo resultado Fig. 54 Exemplo de utilizao do temporizador TON Fig. 53 Funcionamento do temporizador TON SENAI-PE 66 Temporizador TOF QuandoaentradaINdotemporizadorforparaonvellgico1o endereo do temporizador tambm ir para o nvel lgico 1. Quando a entrada IN do temporizador passar do nvel lgico 1 para o nvel lgico 0 ser iniciada a contagemdetempoprogramadoemPTe,quandoestevalorforatingido,o endereodotemporizadorirparanvellgico0.SeaentradaINvoltara1 antesdeconcludaacontagemdotempodeterminado,oendereodo temporizador continuar em nvel lgico 1. Fig. 55 - Funcionamento do temporizador TOF SENAI-PE 67 Vamostestar?ExecutearotinaaseguirnoCLPeanaliseo resultado Temporizador TONR Deve-seescolherumaentrada(IN)responsvelpelaativaoda contagem do temporizador e a constante de contagem (PT). Quando a entrada INestivernonvellgico1,acontagemdetemposeriniciada,seareferida entradaforparaonvellgico0otempojcontadoficararmazenado. QuandoaentradaINfornovamenteparaonvellgico1acontagem recomear a partir do valor que ficou armazenado. Quando o valor de PT for atingido, o endereo do temporizador ir para o nvel lgico 1. Para que se possa mandar o endereo do temporizador para o nvel lgico 0, uma vez atingido o valor de pr-set, devemos utilizar uma bobina de reset com o endereo do respectivo temporizador. Fig. 56 - Exemplo de utilizao do temporizador TOF SENAI-PE 68 Vamostestar?ExecutearotinaaseguirnoCLPeanaliseo resultado Fig. 57 - Funcionamento do temporizador TONR Fig. 58 - Exemplo de utilizao do temporizador TONR SENAI-PE 69 Vamos praticar?Objetivo: exercitar a utilizao do temporizador. Exerccio Partida Estrela Tringulo. ElaborearotinadeprogramaoparticionadanoCLP,queatendaas condies do circuito auxiliar de comando por partida estrela\tringulo, para um motor de induo trifsico. Vamos praticar?Objetivo: exercitar a utilizao do temporizador. Exerccio Semforo com Boto de Pedestre Fig. 59 Diagrama de fora e comando da partida estrela tringulo exerccio partida estrela tringulo SENAI-PE 70 Elabore a rotina de programao seguindo as orientaes: Ofuncionamentodosemforoseriniciado pelabotoeira(I0.0).Quando a mesma for pressionada, o semforodever iniciar em verde; A sinaleira verde dever permanecer durante 40 segundos energizada; Aps40segundosemverde,osemforodeverirparaamareloe permanecer neste estado por 5 segundos; Aps5segundosemamarelo,osemforodeverirparavermelhoe permanecer neste estado por 15 segundos; Aps15segundosemvermelho,osemforodevervoltarparaverdee reiniciar seu ciclo de funcionamento; Enquanto o semforo estiver em verde ou amarelo a indicao do semforo do pedestre dever estar em vermelho; Enquantoosemforoestiveremvermelhoaindicaodosemforodo pedestre dever estar em verde; Seabotoeiradopedestreforpressionadaosemforodeverirpara amarelo, desde que o verde j tenha passado 20 segundos energizado para se garantir o fluxo de veculos. Fig. 60 Diagrama de simulao do exerccio semforo com boto de pedestreSENAI-PE 71 Faa um diagrama eltrico indicando as conexes no CLP dos dispositivos de entrada e sada do semforo. Contadores Estas instrues esto contidas na pasta Counters.O Step 7200 dispe de 6 tipos de contadores: 3para contagem de eventos de baixa velocidade e 3para contagem de eventos de alta velocidade (HighSpeed). Neste material didtico iremos nos referirapenas aos contadores para eventos em baixavelocidade. So eles: CTU Contador Crescente; CTD Contador Decrescente; CTUD Contador Crescente e Decrescente. Existem 266 endereos a serem utilizados noscontadores, que vo de C0 a C255, o valor mximode contagem 32.676. Contador Crescente CTU (Count Up) EstecontadorpossuiumaentradaCU(CountUp)paraacontagem crescentedeeventos,umaentradaR(Reset)parazeraracontagemeo campo PV (Preset Value = valor prefixado) onde ser inserida a quantidade de eventos a serem contados. Acadatransiode0para1naentradaCUdocontador, incrementadaumaunidadenasuacontagem.Quandoocontadoratingiro valor de contagem estabelecido em PV o seu endereo ir para o nvellgico 1,retornandoparaonvellgico0quandofordadoumpulsonaentradaR (Reset). Fig. 61 Menu Counters SENAI-PE 72 Vamos testar? Execute a rotina, a seguir, no CLP e analise o resultado Contador Decrescente CTD (Count Down) Este contador possui uma entrada CD (Count Down) para a contagem decrescente de eventos, uma entrada LD (Load Input = Alimenta Entrada) para carregar a quantidade de eventos a serem contados e o campo PV onde ser inserida a quantidade de eventos a serem contados. Parainiciaracontagemdestecontador,deve-sedarumpulsona entradaLD,paraqueomesmocarregueovalordecontagem.Apsisso,o mesmo estar habilitado para realizar a contagem de forma regressiva, desde ovalorescolhidoemPVatzero.Acadatransiodonvellgico0parao nvellgico1,naentradaCDserdecrementadaumaunidadenovalorde contagem do contador; quando a contagem do contador zerar o seu endereo ir para o nvel lgico 1. Fig. 62 Exemplo de utilizao do contador crescente SENAI-PE 73 Vamos testar? Execute a rotina, a seguir, no CLP e analise o resultado Contador Crescente e Decrescente CTUD (Count Up/Down) EstecontadorpossuiumaentradaCUparaacontagemcrescentede eventos, uma entrada CD para contagem decrescente de eventos, uma entrada R para zerar a contagem e um campo PV onde ser inserida a quantidade de eventos a serem contados. Acadatransiode0para1naentradaCUdocontador incrementadaumaunidadenasuacontagem,enquantoquenaentradaCD, cadatransiodessacorresponderaumaunidadedecrementadana contagem do referido contador. Quando o contador atingir o valor de contagem, estabelecido em PV, o seu endereo ir para o nvel lgico 1, retornando para o nvel lgico 0 quando for dado um pulso na entrada R ou pulsos na entrada CD que tornem o valor de contado menor que o valor de PV. Fig. 63 Exemplo de utilizao do contador decrescente SENAI-PE 74 Este contador conta eventos de 32.768 a +32.676. Vamos testar? Execute a rotina, a seguir, no CLP e analise o resultado Fig. 64 - Exemplo de utilizao do contador crescente - decrescente SENAI-PE 75 Vamos praticar?Objetivo: exercitar a utilizao do SET/RESET, do sensor digital para informao de posio e do contador. Exerccio - Esteira Transportadora de Caixas (opo 1). Elabore a rotina de programao seguindo as orientaes: Oprocessodeencaixotamentoseriniciadopelabotoeiraliga.Quandoa mesma for pressionada, a esteira de transporte de caixas (Q0.0) dever ser acionada; OsensorS1(I0.3)deverinterromperofuncionamentodaesteirade transporte de caixas. Para que as mesmas possam ser preenchidas com os produtos,aomesmotempoaesteiradetransportedeprodutos(Q0.1) dever ser acionada; OsensorS2(I0.4)serresponsvelpelacontagemdosprodutos.Cada caixa deve ser preenchida com 5 unidades do produto; Quandoacaixaestivercompletamentepreenchida,ofuncionamentoda esteiradetransportedeprodutos(Q0.1)deverserinterrompidoeo funcionamento da esteira de transporte de caixas dever ser retomado, para que outra caixas possam ser preenchidas; O processo de encaixotamento de produtos dever ser contnuo. Faa um diagrama eltrico indicando as conexes, no CLP, dos dispositivos de entrada e sada do processo. Fig. 65 Diagrama de simulao do exerccio esteira transportadora (opo 01)SENAI-PE 76 Vamos praticar?Objetivo: exercitar a utilizao do SET/RESET, do sensor digital para informao de posio e do contador. Exerccio - Esteira Transportadora de Caixas (opo 2). Elabore a rotina de programao seguindo as orientaes: Oprocessoseriniciadopelabotoeirainiciar.Quandoamesmafor pressionada,omotorM1,responsvelpelotransportedascaixas,deverser habilitado; Quando a caixa atingir o sensor S2 o motor M1 dever ser desabilitado e o motorM2,responsvelpelo transporte doproduto1,deverserhabilitado. Quando a caixa tiver com dois pacotes do produto 1, o motor M2 dever ser desabilitado e o motor M1 dever ser habilitado novamente; QuandoacaixaatingirosensorS4omotorM1deverserdesabilitado novamente e o motor M3, responsvel pelo transporte do produto 2, dever serhabilitado.Quandoacaixaestivercomdoispacotesdoproduto2,o motorM3deverserdesabilitadoeomotorM1deverserhabilitado novamente, se no houver caixa no sensor S2; QuandoacaixaatingirosensorS5omotorM1deverserdesabilitado,o motor da esteira M4 dever ser habilitado e o cilindro 1 dever avanar para Fig. 66 Diagrama de simulao do exerccio (opo 02) SENAI-PE 77 enviar a caixa para a esteira do motor M4. Quando a caixa atingir a esteira do motor M4, o cilindro 1 dever recuar e o motor M1 dever ser habilitado novamente, se no houver caixas nos sensores S2 e S4; Quando a caixa atingir o sensor S6 o motor M4 dever ser desabilitado e o cilindro 2 dever avanar para enviar a caixa para o galpo de estocagem. Quando a caixa for enviada, o cilindro dever recuar e aguardar a chegada de outra caixa para que possa avanar novamente; Aquantidadedecaixasembaladaspordia,comaquantidadecorretadeprodutos, dever ser registrada; para isto utilize o sensor S7; oO processo dever ser contnuo; oAqualquermomento,oprocessopoderserinterrompido pressionando-seabotoeiraparar,sendoretomadodomesmo ponto ao se pressionar a botoeira iniciar; oUtilizecontadoresecomparadorespararealizaraautomao deste processo; OBS: Dever ser utilizada a CPU 224 no simulador do CLP. Vamos praticar?Objetivo: exercitar a utilizao do SET/RESET, do temporizador e contador. Exerccio- Carimbo Pneumtico de Chapas Fig. 67 Diagrama de simulao do exerccio carimbo pneumtico de chapas SENAI-PE 78 Elabore a rotina de programao seguindo as orientaes: Oprocessodecarimbodechapasseriniciadopelabotoeiraliga.Quandoa mesmaforpressionada,aesteiradetransportedechapas(Q0.0)deverser acionada; Quando a chapa atingir o sensor S3 (I0.4), a esteira dever parar e o pisto do carimbodeveravanar(Q0.1)parapressionarachapadurante5segundos. Decorridootempo,opistodocarimbodeverrecuar(Q0.2).Oprocessode carimbo dever ser repetido 3 vezes em cada chapa; Aps a chapa ter sido carimbada por 3 vezes o pisto do carimbo dever ficar recuadoe aesteiradevervoltarafuncionar,retomando oprocessoparaque as outras chapas possam ser carimbadas; Aqualquermomentooprocessodecarimbodaschapaspoderser interrompidopressionando-seabotoeiradesligaeretomadodomesmoponto, ao se pressionar a botoeira liga; O processo de carimbo das chapas dever ser contnuo. Comparadores Estas instrues esto contidas na pasta Compare. O Step 7200 dispe de comparadores de igualdade,diferena, maior ou igual, menor ou igual, maior que e menorque. Poderemos comparar os valores dos seguintes formatosde dados: bytes, inteiros (word), duplo inteiros (doubleword) e nmeros reais. Quando a condio de comparao for alcanada, o contatodo comparador ir para o nvel lgico 1. A seguir alguns exemplos: Comparao de igualdade entre um byte e um nmero inteiro (entre 0 e 255) Fig. 68 Menu Compare SENAI-PE 79 A sada Q0.0 ir para o nvel lgico 1, quando o valor armazenado no byte VB 100 for exatamente igual a 125. Comparao de maior ou igual entre duas words A sada Q0.0 ir para o nvel lgico 1, quando o valor armazenado na Word VW0 for maior ou igual ao valor armazenado na Word VW2. Comparao de menor que entre duas double words AsadaQ0.0irparaonvellgico1quandoovalorarmazenadona Double Word VD10 for menor que o valor armazenado na Double Word VD14. Comparao de diferena entre dois nmeros reais Fig. 71 Exemplo de utilizao de um comparador Fig. 69 - Exemplo de utilizao de um comparador Fig. 70 - Exemplo de utilizao de um comparador SENAI-PE 80 Fig. 73 Menu Move AsadaQ0.0irparaonvellgico1semprequeosnmerosreais armazenados nas Double Words VD100 e VD104 forem diferentes. Vamostestar?ExecutearotinaaseguirnoCLPeanaliseo resultado Blocos de movimentao de dados Estasinstruesestocontidasnapasta Move.O Step 7200 dispe de 3 tipos de ferramentas para a movimentao de dados. Move Block Move Swap Essasferramentastmcomofunotransferir ocontedoqueestalocadoemumacertaregiode memria para outra rea de memria determinada pelo usurio. Move (mover) AinstruoMOVE,semprequeforhabilitadanasuaentradaEN, moverodadoarmazenadonocampoINparaumareadememria determinada pelo usurio em OUT. Fig. 72 Exemplo de utilizao de comparador SENAI-PE 81 apartirdoblocomovequerealizamosocontroledassadas analgicas do S7-200. O dado de entrada pode ser uma constante M, V, I, O, AC ou SM, no formatodebyte,wordoudoubleword.Odadodesadadeverser obrigatoriamente no mesmo formato do dado de entrada.Vamos testar? Execute a rotina a seguir no CLP e analise o resultado Toda vezque a entrada (EN - Enable IN =habilita entrada) estiver no nvellgico1,ainstruoMOVEserhabilitadamovendoodadodaentrada analgica AIW0 (campo IN) para a sada analgica AQW0 (campo OUT). IN Endereo de Origem; OUT Endereo de Destino. Block Move (mover blocos) AinstruoBLOCKMOVE,semprequeforhabilitadanasuaentrada EN,moveraquantidadedeendereosconsecutivosN,apartirdoendereo inicialnocampoINparaoutrareadememriadeterminadapelousuriono campo OUT. O dado de entrada pode ser uma constante M, V, I, O, AC ou SM, no formatodebyte,wordoudoubleword.Odadodesadadeverser obrigatoriamente no mesmo formato do dado de entrada.ENO (Enable Out = habilita sada).Se a instruo for executada corretamente, teremos nvel lgico 1 nesta sada, caso contrrio, havendo algum erro naexecuodainstruo,teremosnvellgicoiguala ZERO.Estasadapoderserusadaparasinalizara execuo correta ou no da instruo. Fig. 74 Exemplo de utilizao do Move SENAI-PE 82 Vamos testar? Execute a rotina, a seguir, no CLP e analise o resultado TodavezqueaentradaENestivernonvellgico1,ainstruo BLOCKMOVEserhabilitadamovendoosdadosarmazenadosnosN endereosestipuladosparaaoutrareadememriadefinidaemOUT.No caso do exemplo anterior, os dados armazenados na rea de memria VW0 e VW2 sero movidos para as reas de memria VW10 e VW12. IN Endereo Inicial; N Quantidade de endereos a serem movidos a partir do inicial; OUT Endereo inicial de destino. Swap (trocar) Esta uma instruo especial onde so movidos os bytes internos de uma word, da seguinte forma: Toda vez que a entrada EN estiver no nvel lgico 1, a instruo ficar invertendo o byte mais significativo, com o byte menos significativo, at que a entrada EN volte para o nvel lgico 0.Se temos em VW100 = D6 C3, depois do SWAP, teremos em VW100 = C3 D6. Fig. 75 - Exemplo de utilizao do Block Move SENAI-PE 83 Vamos testar? Execute a rotina, a seguir, no CLP e analise o resultado Operaes Matemticas Estas instrues esto contidas nas pastasFloating-Point Math e Integer Math.As CPU do S7-200 possuem todas as operaesmatemticas bsicas (adio, subtrao,multiplicao e diviso) em seu Set de instrues. Algumas CPU,alm das operaesbsicas, tambm possuem operaes do tipo: seno, co-seno, tangente, raiz quadrada,exponencial, etc. Estas operaes podem ser feitas em formato de Inteiro (I), Duplo Inteiro (DI) e Real (R). Para que se possa executar essas operaes, faz-se necessrio que as duas grandezas quesero operadas estejam no mesmo formato(INT / INT, DINT / DINT, REAL / REAL). Casoas duas grandezas no estejam no mesmoformato, necessrio o uso de operaes deconverso. Fig. 76 Exemplo de utilizao do SWAP Fig. 77 Menu Integer MathSENAI-PE 84 Adio de dois valores inteiros (16 bits) ADD_I (addition Integer) SemprequeaentradaENestivernonvellgico1asentradasIN1e IN2 sero somadas e o resultado da soma ser guardado na rea de memria estabelecida em OUT. Asomanopodeultrapassar32.767,valormximopara armazenamento em uma word. Vamos testar? Execute a rotina, a seguir, no CLP e analise o resultado Subtrao de dois valores reais (32 bits) - SUB_R (subtract real) Sempre que a entrada EN estiver no nvel lgico 1, as entradas IN1 e IN2serosubtradaseoresultadodasubtraoserguardadonareade memria estabelecida em OUT. Obs: todo nmero real deve ser armazenado no formato double word, em funo da casa decimal. Vamos testar? Execute a rotina a seguir no CLP e analise o resultado Fig. 78 Exemplo de utilizao do ADD Fig. 79 - Exemplo de utilizao do SUB_R SENAI-PE 85 Fig. 81 Menu Convert Multiplicaodedoisvaloresinteirosde16bits,gerandoum inteirode32bits(duplointeiro)MUL(multiplyintegertodouble integer) Sempre que a entrada EN estiver no nvel lgico 1, as entradas IN1 e IN2seromultiplicadaseoresultadodamultiplicaoserguardadonarea de memria estabelecido em OUT.Obs:nestecaso,comoamultiplicaopodeultrapassarovalor numricomximoquepodeserarmazenadonumaWordque32.767, devemosentoenviaroresultadoparaumareadememriamaior,nocaso uma double word. Vamos testar? Execute a rotina, a seguir, no CLP e analise o resultado Conversores Estas instrues esto contidas na pasta Convert.OStep7200dispedealgumasferramentaspara converso de dados de um formato para outro. TRUNC:(Truncatetruncar,cortarparte) Converte um dado no formato real para duplo inteiro. Saparteinteiradonmerorealconvertida,a frao descartada. ROUND:(Roundarredondar)Converteumdado no formato real para duplo inteiro. Se a frao for 0,5 ou maior, o arredondamento ser para mais. Fig. 80 - Exemplo de utilizao do MUL SENAI-PE 86 Fig. 83 Menu Call Subroutines BCD_I: (BCD to Integer - binary-coded decimal to integer cdigo decimal binrio para inteiro) converte um dado no formato BCD para inteiro; I_BCD faz o inverso; DI_R:(DoubleIntegertoReal)converteumdadonoformatoduplo inteiro para real; R_DI faz o inverso; DI_I:(DoubleIntegertoInteger)converteumdadonoformatoduplo inteiro para inteiro; I_DI faz o inverso; B_I:(BytetoInteger)converteumdadonoformatodebytepara inteiro; I_B faz o inverso; Vamos testar? Execute a rotina, a seguir, no CLP e analise o resultado Na situao a seguir, sempre que a entrada I0.0 (EM) estiver no nvel lgico1,ovalorarmazenadonareadememriaVW0(IN),queestno formatointeiro(16bits),serconvertidoparaoformatodeduplointeiro(32 bits) e armazenado no endereo VD2 (OUT).AsadaENOdoblocoirparao nvellgicozero,casoocorra algum erro na converso dos dados. Blocos para desenvolvimento de sub-rotinas Sub-rotina(SBR)umarotinaquepodeser acessada vrias vezes, durante o processamneto, mas com parmetros fsicos de acesso diferentes (variveis globais).Isto permite que um bloco criado na sub-rotina seja utilizado diversas vezes dentro de um programa, diminuindo otempodedesenvolvimentodoprogramaeamemria ocupada na CPU. Fig. 82 Exemplo de utilizao de I_DI SENAI-PE 87 Dentrodasub-rotinacriamosalgicaemLadder,emseguida preenchemosatabeladevariveislocaise,porfim,associamosatabela lgica Ladder. EstaassociaofeitadigitandonalgicaLadderosmnemnicos correspondentes (symbol) usados na tabela de variveis locais. Assim que isto feito aparece antes do mnemnico um sinal de cerquilha (#), que caracteriza uma varivel local. Vejamos abaixo algumas variveis: Endereamento Local (End.Local): Endereo relativo da memria local criado automaticamente pelo sistema. Nome (Symbol):Nomesimblicodavarivel,mnemnico.Estenomeserusadonalgicado programa. Tipo da varivel (Var. Type): IN parmetro de entrada OUT parmetro de sada IN/OUT parmetro de entrada e sada TEMP so variveis vlidas exclusivamente no bloco em que foram definidas. Tipo do dado (Data Type) Bool; Int; Word; etc. Comentrio (Comment): Descritivo opcional sobre a varivel SENAI-PE 88 Vamos testar? Execute a rotina, a seguir, no CLP e analise o resultado Ateno para a barra de status. Estamos na SBR0 Obs.: Ao montar a tabela de variveis locais, os mnemnicosusadospeloprogramaSTEP7 Micro/Winnoseroaceitosnacoluna symbol.Seistoforfeitoporengano,quando tentarmos fazer o endereamento, o smbolo de cerquilha(#)noaparecerantesdo mnemnico. Fig. 84 Exemplo de utilizao de sub-rotina SENAI-PE 89 Network 1 Ateno para a barra de status. Estamos no OB1 Abaixo, esquerda, call subroutines SBR_0 Fig. 86 - Exemplo de utilizao de sub-rotina Fig. 85 Exemplo de utilizao de sub-rotina SENAI-PE 90 Network 2 A mesma sub-rotina, porm com endereos fsicos diferentes Observeacimaduasnetworksusandoamesmasub-rotina,claroque comendereosfsicos(variveisglobais)diferentes,pormdentrodasub-rotina as variveis locais so as mesmas.Sub-rotinadeInterrupo(INT)umarotinadesenvolvidaparaser acessadaporumdeterminadoevento.AocorrnciadesteeventofaraCPU desviar seu processamento cclico para executar a rotina de interrupo. OseventosquepodemgerarodesviodeprocessamentodaCPU esto pr-definidos na prpria CPU.A instruo ATCH/ENI inserida no programa determinar o desvio no momento do evento de interrupo. SENAI-PE 91 Fig. 88 Mdulo analgico MDULOS DE EXPANSO ANALGICOS SinalAnalgicoarepresentaodeumagrandezaquepodeassumir,no decorrerdotempo,qualquervalorentredoislimitesdeterminados.As grandezas analgicas eltricas tratadas por um CLP, normalmente so tenso e corrente. Tenso: 0 a 10VCC; 0 A 5 VCC; -5 a +5VCC; -10 a +10VCC. Corrente: 0 a 20mA; 4 a 20mA Reviso RepresentaoBinria:osnmerosbinrios sorepresentadospordgitosquerecebem denominaesespecficasemfunodesua utilizao.Bit:Qualquerdgitodeumnmerobinrio umbit(binarydigit).Exemplo:1010,este nmero formado por 4 dgitos, ou seja, 4 bits. Byte:Aassociaode8bitsformaumbyte (binaryterm).Exemplo:11101100(8bits=1 byte) Word: Nmero binrio formado por dois bytes. Exemplo: 1010 1110Fig. 87 - CPU SIEMENS S7-200 com Mdulo de Expanso SENAI-PE 92 (1 byte) 0110 1100 (2 byte) Double Word: Nmero binrio formado por duas words. Exemplo:0110 1100 1010 1110(1 Word) 0110 1100 0101 0101(2 Word). Entrada Analgica Recebe sinal analgico e converte em valores numricos. Os principais dispositivos utilizados nas entradas analgicas so: 1.sensores de presso manomtrica; 2.sensores de presso mecnica (strain gauges clulas de carga); 3.taco geradores; 4.transmissores de temperatura; Sada Analgica Converte valores numricos em sinais de tenso ou corrente, em geral 0a10VCCou0a5VCC,ecorrentede 0a20mAou4 a20mA. Estessinais so utilizados para controlar dispositivos do tipo: vlvulas proporcionais; motores CC; servo-motores CC; posicionadores rotativos. Ospotencimetrosdeajusteanalgicoficamsituadossobatampa frontaldomduloS7-200.Essespotencimetrospodemserajustadospara aumentaroudiminuirvaloresquesoarmazenadosemBytesdeMemria Especial (SMB28 e SMB29).Estesvalores,sdeleitura,podemserusadospeloprogramapara uma variedade de funes, como atualizar o valor atual para um temporizador ou contador, carregar ou mudar os valores prefixados ou fixar limites.SMB28mantmovalordigitalquerepresentaaposio0doajuste analgico. O sinal analgico pode ser: Unipolar: por exemplo 0 a 50mV Bipolar: por exemplo +/- 25mV Existem dois mdulos analgicos: EM 231 e EM 235 SENAI-PE 93 SMB29mantmovalordigitalquerepresentaaposio1doajuste analgico. Osajustesserofeitosporumachavedefendapequena.Gireo potencimetro direita para aumentar o valor, e esquerda paradiminu-lo.Vamos praticar?Objetivo: exercitar a utilizao do temporizador e do sensor analgico para informao de nvel. Exerccio- Controle de Nvel com Sensor Analgico Elabore a rotina de programao seguindo as orientaes: Obs: O sensor de nvel analgico, mede de 0 100.000 litros, numa escala de 0 10 V; OprocessoseriniciadopelabotoeiraLigar.Quandoamesmafor pressionada, a eletrovlvula de entrada Q0.0 dever ser habilitada; Quando o reservatrio atingir seu nvel mdio a eletrovlvula de entrada dever ser desabilitada e o sinalizador Q0.3 dever ser habilitado; Apsaeletrovlvuladeentradaserdesabilitada,devemoscontar10 segundos para que a mesma possa ser habilitada novamente. Quando a eletrovlvuladeentradaforhabilitadanovamente,osinalizadorQ0.3 dever ser desabilitado, pois, o tanque no se encontra mais no seu nvel mdio; Fig. 89 Diagrama de simulao do exerccio sensor analgico SENAI-PE 94 Quando o reservatrio atingir seu nvel mximo (cheio) a eletrovlvula de entradadeverserdesabilitadanovamenteeosinalizadorQ0.2dever ser habilitado; Aps a eletrovlvula de entrada ser desabilitada, o temporizador conta 10 segundos para que a eletrovlvula de sada seja habilitada e o sinalizador Q0.2 seja desabilitado, pois o tanque no se encontra mais no seu nvel mximo (cheio); Quando o tanque estiver completamente vazio o sinalizador Q0.4 dever ser habilitado; O processo no contnuo. Para ser reiniciado, a botoeira liga dever ser pressionada novamente; A qualquer momento, o processo de enchimento poder ser interrompido pressionando-seabotoeiraparar,eretomadodomesmopontoaose pressionar a botoeira iniciar. OBS:DeverserutilizadaaCPU222eoMdulodeExpansoEM235no simulador do CLP. Vamos praticar?Objetivo: exercitar a utilizao do temporizador e dos sensores digitais para informao de nvel e de posio. Exerccio Controle de Enchimento de Silo com Sensores de Nvel. Elabore a rotina de programao seguindo as orientaes: Fig. 90 Diagrama de simulao do exerccio controle de enchimento de silo com sensores de nvel SENAI-PE 95 O enchimento do silo ser iniciado pela botoeira liga; Aqualquermomento,oprocessodeenchimentodosilopoderser interrompidopressionando-seabotoeiradesliga,eretomadodomesmo ponto, ao se pressionar a botoeira liga; A esteira acionada por M2 deve injetar o produto A at a metade do silo; AesteiraacionadaporM3devecompletaroenchimentodosilocomo produto B; OcontroledenveldosiloserrealizadopelossensoresS3(nvel mximo), S2 (nvel mdio) e S1(nvel mnimo); Quando o silo estiver no nvel mximo, o motor M1 dever ser acionado para misturar os produtos durante 20 segundos; Aps os produtos serem misturados, a sada (Q0.3), que libera o produto misturado,deverserhabilitadaparaenviaramisturaetapade empacotamento. Este transporte ser realizado pela esteira acionada por M4; AesteiraacionadaporM4sdeverserdesligadaquandonohouver mais produto na mesma; O processo de enchimento do silo dever ser contnuo. Vamos praticar?Objetivo: exercitar a utilizao do temporizador e dos sensores digitais para informao de nvel. ExerccioControledeEnchimentodeTanquecomSensoreseMotor Misturador Elaborearotinadeprogramaosegundoasorientaesa seguir: Fig. 91 Diagrama de simulao do exerccio controle de enchimento tanque com sensores de motor SENAI-PE 96 O enchimento do tanque ser iniciado pela botoeira liga; Aqualquermomento,oprocessodeenchimentoeesvaziamentodo tanquepoderserinterrompidopressionando-seabotoeiradesligae retomado do mesmo ponto, ao se pressionar a botoeira liga; A eletrovlvula - EV1 deve injetar o produto A at a metade do tanque; AeletrovlvulaEV2devecompletaroenchimentodotanquecomo produto B; OcontroledenveldotanqueserrealizadopelossensoresB1(nvel mximo), B2 (nvel mdio) e B3 (nvel mnimo); Quandootanqueestivernonvelmximo,omotorM1deverser acionado para misturar os produtos durante 10 segundos; ApsosprodutosseremmisturadosaeletrovlvulaEV3deverser habilitada para enviar a mistura etapa de envasamento; Sdepoisquetodaamisturativersidoenviadaparaaetapade envasamento, a ento o tanque poder ser cheio novamente. Sinalize o funcionamento do motor e o enchimento do tanque. Vamospraticar?Objetivo:exercitarautilizaodossensores digitais para informao de n