AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

LABORATÓRIOS

EQUIPAMENTOS POR BANCADA: sua utilização

2008/9

O laboratório de Automação Industrial está actualmente dividido em oito bancadas de trabalho operacionais. A sua distribuição espacial é a ilustrada na figura 1.

Figura 1 – Distribuição das bancadas no laboratório de AI

Esta distribuição descreve quais os autómatos que estão associados a cada bancada.

A bancada 1 tem um autómato PCD1,

as bancadas 7, 8 e 9, um autómato PCD2

e as bancadas 2, 3, 4 e 5, um autómato PCD4

Tenha em atenção que ao migrar o seu trabalho, testado no laboratório remoto, tem de se certificar que, para o caso da sua bancada, está a utilizar o autómato correcto (PCD1, PCD2 ou PCD4).

CPU – Hardware Settings

Note também que é natural ter uma ligação TCP/IP do tipo S-Bus. Presencialmente terá de anular essa ligação TCP/IP e configurar para tipo PGU.

Não se esqueça, também, que no laboratório presencial os equipamentos são de diferentes tipos, a que correspondem tabelas de símbolos diferentes do lab. remoto. Estas tabelas de símbolos por bancada, estão na página Web da disciplina, assim como no “desktop” do computador de bancada. Para fazer o seu “import” para o autómato terá de fazer:

View – Global Symbols (aparece um novo icon – Symbols) – Advanced – Import Symbols

Elementos existentes nas bancadas:

1: Cilindros, caixas de luz , botões de entrada.. Tapete rolante com câmara vídeo Programa de Interface

7: Cilindros, caixas de luz , botões de entrada.. Tapete rolante com câmara vídeo Programa de Interface Botões adicionais

2: Cilindros, caixas de luz , botões de entrada.. Tapete rolante com câmara vídeo Programa de Interface Caixa de semáforos

8: Cilindros, caixas de luz , botões de entrada.. Tapete rolante com câmara vídeo Programa de Interface Caixa de semáforos

3: Cilindros, caixas de luz , botões de entrada.. Tapete rolante com câmara vídeo Programa de Interface Elevador

9: Cilindros, caixas de luz, botões de entrada.. Tapete rolante com câmara vídeo Programa de Interface Sistema Festo

4: Cilindros, caixas de luz , botões de entrada.. Tapete rolante com câmara vídeo Programa Interface Elevador Botões adicionais

5: Cilindros, caixas de luz , botões de entrada.. Tapete rolante com câmara vídeo Programa Interface Elevador

Nos diversos trabalhos irá fundamentalmente operar com os painéis existentes, e obviamente outros equipamentos que mais à frente serão descritos.

Dispõe tipicamente de dois tipos de painéis, os de parede, bancadas 1, 2, 3, 4 e 5 (mesmo o da bancada 5 é em tudo semelhante aos outros) e os de bancada, bancadas 7, 8 e 9.

Em todos eles dispõe de 3 cilindros pneumáticos (excepto a bancada 5, com 4 cilindros) que são pilotados por electroválvulas monoestáveis, actuadas apenas através de um só solenóide para mudança de estado, e recuperando o estado inicial através de uma mola interna. Donde a sua actuação será sempre do tipo SET, para o avanço do cilindro, e RES para o seu recuo. Todos os cilindros têm

sensores indutivos de fim de curso, ou seja, por exemplo para o caso do cilindro A (na tabela de símbolos Cil_A) o sensor da retaguarda é o a0 e o

sensor de avanço o a1.

Como é óbvio estes cilindros permitem-lhe pensar num procedimento meramente pneumático, mas também pode idealizar que o seu avanço corresponde a um fechar de uma porta, ou de uma cancela ou mesmo de um outro qualquer acto.

No caso dos painéis de parede eles dispõem ainda de uma caixa de luzes, tipo semáforo – luzes verde, amarela e encarnada, e de um sensor de presença (na tabela de símbolos – dP) que nuns casos é um sensor fotoeléctrico, noutros

indutivo e noutros um simples botão de pulso. Nos painéis de bancada (e também na bancada 5), a caixa de luzes, encontra-se na própria bancada, sendo a sua referência em termos de tabela de símbolos sempre a mesma – LVerde, LAmar e LEnc.

Além dos painéis, dispõe por bancada de uma caixa de botoneiras, com algumas diferenças de bancada para bancada, mas todas elas com o mesmo tipo de elementos e referência em tabela de símbolos.

Estas caixas de Inputs, elementos de entrada no autómato, dispõem de um botão do tipo START/STOP, de posição fixa, e dois botões do tipo pulso, o verde e o encarnado (referidos na tabela de símbolos como Start, PVerde e

PEnc). Para além destas botoneiras simples, incorporam também um botão

rotativo que visualmente dá a informação de 0 a 9. Este botão não é mais do que um interruptor rotativo de múltiplas posições (10), que tem quatro saídas, permitindo através das suas várias posições apresentar essas saídas a ON ou a OFF, num contexto perfeitamente binário (saída 0101 – corresponde ao decimal 5). Esta entrada do autómato é referido na tabela de símbolos como BCD. A sua utilização num programa do autómato é feita da seguinte forma:

DIGI 1

BCD

R 201

Como se tratam de quatro “bits” utiliza-se a instrução DIG seguida de I, pois é uma operação de input (entrada). O dígito (4 bits) a ler começa no input referido na tabela de símbolos como o BCD, sendo depois lidos internamente os

4 seguintes, e carregados no registo R201, ou noutro qualquer Com este

registo pode fazer o que quiser, nomeadamente fazer o seu COPY para um

contador, não esquecendo que a instrução de COPY não depende do estado do

acumulador, donde é sempre realizada, o que quer dizer que terá de ter alguns cuidados, como por exemplo colocá-la num Program Block chamado condicionalmente.

Depois de descritos estes elementos base por bancada, dispõe ainda de tapetes rolantes que permitem simular alguns procedimentos industriais.

Este sistema é composto por uma cinta transportadora e por dois sensores fotoeléctricos em cada uma das extremidades. A sua utilização é muito simples, precisando apenas da especificação da direcção do movimento e da activação do movimento. Assim segundo a tabela de símbolos dispõem da saída TapeteDirec para definir a direcção e de TapeteOnOff para o colocar

em movimento. Relativamente aos sensores acoplados, o da esquerda é referido como sendo TapeteCesq e o da direita TapeteCdir. De notar que

não devem ocorrer mudanças bruscas de direcção para não danificar os motores, devendo caso necessite de o fazer, de introduzir um temporizador, com um pequeno tempo, para o efeito.

Associado ao tapete rolante existe uma webcam que permite fazer alguns exercícios no domínio da visão computacional. Concretamente tem ao seu dispor de um software Interface SAIA–Contagem que lhe vai ser útil para contar pontos. Ao executar esse software encontrará uma janela com o seguinte aspecto:

Numa operação típica de utilização deste software deverá primeiro lançar o seu projecto PG5. Para depois estabelece a ligação entre esta aplicação e o autómato basta ir ao menu PCD e fazer “Ligar PCD”.

onde depois lhe aparece a seguinte janela, onde deverá fazer OK.

Depois da ligação estabelecida, vá ao menu Aplicações e seleccione “Contador de Pontos”.

Após a escolha da aplicação, é necessário que defina a área de interesse, ou seja a área em que vão incidir os algoritmos de visão implementados.

Os parâmetros altura e largura prendem-se directamente com a área de captação de imagem, e normalmente não precisam de ser alterados face ao exemplo apresentado, porém o parâmetro offset Y, requer, face a cada bancada alguns ajustes que se prendem com o deslizar da área de imagem segundo Y. Não se esqueça que a validação das definições terá de ser feita através de Actualizar seguida de OK.

Por forma a bem utilizar este software convém verificar se a leitura do número de pontos fica estável. O valor de pontos calculado pela aplicação de visão é carregado no registo 101, sobre o qual pode o seu programa no autómato fazer as operações que precisar.

Em projectos em que precise de mais entradas, dispõe na bancada 4 e 7 de botões extra Uma outra solução será a de usar a interface anteriormente referida para simular entradas usando flags, como se habituou a fazer no laboratório remoto.

A referência destes botões extra na tabela de símbolos é, Botão0 … Botao7

(no caso da bancada 7 apenas até Botao6).

Para além dos elementos já descritos ainda existem nas bancadas 2 e 8 umas caixas de semáforos que simulam um cruzamento de duas vias.

Com este equipamento pode efectuar diferentes tipos de saídas, estando previamente como outputs definidos na tabela de símbolos os seguintes: Sem1_3V (semáforo da via 1 e 3 a verde), Sem1_3A, Sem1_3E, Sem2_4V,

Sem2_4A, Sem2_4E.

Numa perspectiva de efectuar vários tipos de automatização de sistemas, foram desenvolvidos três protótipos de elevadores de 4 pisos, que estão disponíveis nas bancadas 3, 4 e 5.

Acentue-se desde já que estes equipamentos, tal como protótipos que são, têm um comportamento um tanto instável.

Tipicamente a sua utilização prende-se com a actuação de duas saídas, à semelhança dos tapetes rolantes, uma para definir a direcção ElevDirec,

outra para efectuar o movimento ElevOnOff, e depois de quatro entradas que

dão informação, através de sensores indicando o piso em que se encontra o elevador: ElevAndar0, ElevAndar1, ElevAndar2, ElevAndar3.

Refira-se que o elevador no andar 0 não deve ser mandado descer e no andar 3 subir, pois não há nenhuma protecção e pode danificar o motor. Relativamente a este, a sua colocação em marcha revela um comportamento atípico, donde a saída de um andar não é instantânea.

Por fim, em termos dos equipamentos disponíveis no Laboratório de Automação Industrial, existe a bancada Festo associada ao autómato da bancada 9. Esta unidade permite uma grande variedade de realizações no domínio da automação.

Podemos dividi-la em duas partes, a mesa e o painel de controlo.

Botão Stop

Chave

LED Q1, Q2

Botão / Led Start Botão / Led Reset

Relativamente à mesa dispõe fundamentalmente de cinco elementos: o disco rotativo, o elemento detector de peça presente, o módulo selector de peças, o sistema de acabamento superficial – a broca, e o removedor de peças.

A operação com este equipamento merece uma análise cuidada da tabela de símbolos. Entretanto para uma percepção mais imediata são mapeados as entradas e saídas (inputs e outputs) da mesa assim como as entradas e saídas do painel de controlo.

Sensores

Input Entrada de Peça

Input Peça em baixo da broca

Input Peça em baixo do puncao vertical

Input Punção vertical desceu tudo

Actuadores

Output Broca (Rotação)

Output Rodar Disco

Output Descer Broca

Output Subir Broca

Output Punção Horizontal

Output Punção Vertical

Output Remoção de Peça

Output Sem utilidade aparente

Sensores

Input Botão Stop

Input Botão Reset

Input Chave

Input Botão Start

Actuadores

Output Led Q7

Output Led Q6

Output Led Q5

Output Led Q4

Output Led Q2

Output Led Q1

Output Led Reset

Output Led Start