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  • 7/29/2019 Eletrica Automacao Industrial Clp

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    (Zelio e SLC500)

    PROF. SIDNEY A. FONTOURA

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    CLP compilado por Sidney A. Fontoura 2

    INDICE

    1 HISTRICO.............................................................................................................................................................3

    2 Caractersticas do CLP:...........................................................................................................................................42.1 LAYOUT .............................................................................................................................................................4

    2.2 VARREDURA DAS ENTRADAS...............................................................................................................................42.3 VARREDURA DO PROGRAMA ...............................................................................................................................42.4 VARREDURA DAS SADAS....................................................................................................................................42.5 CICLO DE VARREDURA (SCAN) ............................................................................................................................5

    3 A Linguagem LADDER............................................................................................................................................73.1 IEC61131-3NORMA PARA PROGRAMAO .....................................................................................................8

    3.1.1 Linguagem IL (Instruction List) - Lista de Instruo .............................................................................83.1.2 ST (Structured Text) Texto Estruturado ............................................................................................93.1.3 Linguagem LD (Ladder Diagram) Diagrama de Rels......................................................................93.1.4 Linguagem FBD (Function Diagram Blocks) - Diagrama de blocos de funes..................................93.1.5 Linguagem Grafcet ou SFC (Sequential Function Chart) ..................................................................10

    3.2 ANLISE DE EQUIVALNCIA LGICA...................................................................................................................11

    3.3

    EXERCCIOS DE FIXAO: .................................................................................................................................12

    4 MODELOS DE CLP...............................................................................................................................................15

    5 ZLIO ....................................................................................................................................................................165.1 EXERCCIOS.....................................................................................................................................................16

    5.1.1 Comando Liga Desliga .......................................................................................................................165.1.2 Pisca-pisca de uma lmpada .............................................................................................................165.1.3 Pisca-pisca de trs lmpadas ............................................................................................................165.1.4 Semforo de um Cruzamento ............................................................................................................165.1.5 Semforos de um Cruzamento sincronizados ...................................................................................165.1.6 Sirene .................................................................................................................................................16

    5.2 APLICAES PRTICAS.....................................................................................................................................175.2.1 Alarme Residencial.............................................................................................................................17

    5.2.2 Controle de Nvel................................................................................................................................175.2.3 Comando Liga Desliga .......................................................................................................................195.2.4 Pisca-pisca de uma lmpada .............................................................................................................205.2.5 Pisca-pisca de duas lmpadas...........................................................................................................205.2.6 Pisca-pisca de trs lmpadas ............................................................................................................205.2.7 Semforo de um Cruzamento ............................................................................................................215.2.8 Desviador de Caixas 01 .....................................................................................................................225.2.9 Desviador de Caixas 02 .....................................................................................................................235.2.10 Mquina de Envase............................................................................................................................24

    5.3 CARACTERSTICA BSICA DO PROJETO. .............................................................................................................27

    6 CLP Controlador Lgico Programvel................................................................................................................286.1 SLC500 .........................................................................................................................................................28

    6.1.1 ENDEREAMENTO DO SLC 500 - MODULAR................................................................................286.1.2 Cabo Paralelo C3 ...............................................................................................................................296.1.3 Cabo Remote I/O................................................................................................................................29

    6.2 CONJUNTO DE INSTRUES DO SLC500...........................................................................................................306.2.1 SCL.....................................................................................................................................................306.2.2 PID......................................................................................................................................................31

    7 EXERCCIOS RESOLVIDOS COM SLC500 ........................................................................................................337.1 CRUZAMENTOCOMCONTROLEDEFLUXODEVECULOS....................................................................337.2 MQUINADEENVASE.................................................................................................................................36

    8 ANEXO1 Cabo de Comunicao RS232 ...........................................................................................................388.1 CABO DE COMUNICAO ENTRE O SLC500 E O COMPUTADOR (1747CP3)........................................................38

    9 Gabarito.................................................................................................................................................................39

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    11 HHIISSTTRRIICCOOO desenvolvimento do CLP iniciou em 1968, a pedido da empresa General Motors. Naquela poca a GM passavadias ou semanas alterando sistemas de controle baseados em rels, sempre que mudava um modelo de carro ouocorria modificao na linha de montagem.Toda a modificao de projeto era enviada para o setor de desenho na inteno de mant-lo atualizado, o quenem sempre ocorria. Devido ao dinamismo das empresas, comum a necessidades de modificaes no intuito de

    melhorar o desempenho, a qualidade, a segurana etc. Com isso, dificilmente o diagrama oficial retratavaexatamente o circuito eltrico instalado naquele instante no painel de comando.A empresa ficava muito dependente do eletricista que efetuara o projeto e, normalmente efetua as modificaesnecessrias, tendo em vista a complexidade do circuito eltrico que s era de domnio de quem fez. Em termosgerenciais, era inadequado e inseguro para a empresa.

    Surgiu, ento, a necessidade de se desenvolver um sistema quepermitisse usar um circuito de interligao simples onde a lgicacomplexa de controle pudesse estar protegida, gravada em umdisco ou fita de forma que pudesse ser restaura em caso depane. Este equipamento deveria se comunicar com umcomputador para permitir a armazenagem da lgica de controle ede ser robusto o suficiente para suportar o ambiente agressivo de

    uma fbrica (interferncia eletromagntica, rede eltrica instvel,p, umidade, calor e vibrao). A este equipamento deu-se onome de Programmable Logic Controller (PLC). No Brasil conhecido como Controlador Lgico Programvel (CLP).

    O diagrama eltrico desenhado em formato de escada (fig.abaixo) j era usado por eletricistas da poca que usavam oscomputadores e impressoras para desenvolver os diagramaseltricos. A forma de desenhar como uma escada facilitava aimpresso em impressoras da poca que usavam formulriocontnuo. Sendo assim, foi escolhida como linguagem deprogramao dos CLPs, a linguagem LADDER ('escada' emingls).

    Para se efetuar a programao no CLP, de forma que o mesmo executasse as funes exigidas no projeto,utilizava-se de um equipamento de programao porttil que era levado prximoao CLP e conectado ao mesmo atravs de um cabo de comunicao.Posteriormente, com a melhoria das redes e dos computadores, passou-se autilizar de um computador convencional conectados em rede a uma distnciamuito maior.Nesta poca, os computadores no trabalhavam em modo grfico. Assim, asconexes '', os contatos normalmente aberto '] [', o normalmente fechado ']/[' e asbobinas '( )' eram representadas por caracteres do teclado (ASCII).O compilador Ladder exibe na tela do computador o diagrama como mostrado aolado, podendo ser editado pelo programador.

    Uma vez pronto, o mesmo pode ser carregado no CLP pelo prprio compilador viaum cabo de comunicao (v. fig. 01). O termo tcnico utilizado para esta ao o download isto porque toda aterminologia diz respeito ao CLP e no ao computador.

    Quando voc est na internet, a referncia o computador. Por isso, quando voc est trazendo um arquivo parao seu computador, diz-se que voc est fazendo um download ou est baixando o arquivo. Quando voc estenviando, diz-se que voc est fazendo um upload ou enviando mesmo.

    No caso do compilador Ladder, que est no computador, a referncia o CLP. Sendo assim, quando vocexecuta um download por ele, significa que voc est enviando o programa que est no computador para o CLP(v. fig. 01).

    O CLP pode ser, posteriormente, desligado e o cabo desconectado que o programa permanecer instalado na

    memria no voltil do mesmo. Em alguns CLPs essa memria mantida alimentada por pilha quando o mesmofor desligado. O programa mantido na memria enquanto a pilha ou bateria estiver carregada ou at que umnovo programa seja carregado na memria.Pode-se tambm trazer para o computador (upload) o programa armazenado no CLP.

    EQUIPAMENTO(CLP)

    F1 e F2 2

    Computador

    DOWNLOADUPLOAD

    Fig. 01

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    22 CCaarraacctteerrssttiiccaass ddoo CCLLPP::

    Estado slido (sem peas mveis) Flexibilidade de um computador (programvel). Linguagem de fcil entendimento Robustez e confiabilidade (resiste a ambiente agressivo)

    2.1 LayoutObserve que todas as entradas e sadas, inclusive a alimentao, so isoladas. Consequentemente torna-senecessrio aterrarmos o zero Volts da fonte DC para que a mesma no fique flutuando. Isto provocaria oaparecimento de cargas eletrostticas, com conseqentes descargas que provocaria interfernciaseletromagnticas no sistema.Quando se tem uma entrada analgica, o isolamento pode ser feito por acoplamento tico (LED e foto diodo) ouindutivo (transformador), conhecido como isolao galvnica.

    2.2 Varredura das Entradas

    Durante a varredura das entradas, o CLP examina-as quanto presena ou no de tenso. Tendo-se tenso emuma determinada entrada, ele considera que a mesma est energizada. Os estados das entradas so

    armazenados temporariamente em uma regio de memria denominada Tabela imagem de Entrada

    2.3 Varredura do Programa

    Durante a varredura do programa, o CLP examina as instrues no programa LADDER, usa o estado dasentradas armazenados na Tabela Imagem de Entradae determina se a sada ser ou no energizada. Os estadosresultantes das sadas so armazenados em uma regio de memria denominada Tabela imagem de Sada.

    2.4 Varredura das Sadas

    Com base nos dados da Tabela de Sada, o CLP energizaou noas sada.

    CPUULAMEMRIA:DadosProgr.

    ENTRADATipo:AnalgicaDigital

    SADATipo:AnalgicaDigital

    220Vac ou

    24Vcc(Opcionalmente)

    Opcional(24V)

    220Vac ou

    24Vcc(Opcionalmente)

    FONTE DE ALIMENTAO(5V em geral)

    220VacAterramentoCircuito Isolado

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    2.5 Ciclo de Varredura (scan)

    Diferentemente de outras linguagens de programao, como a linguagem C, porexemplo, onde voc precisa determinar a repetio ou o loop do programa, noLADDER, a repetio automtica. Ele sempre reinicia depois que a ltima linha executada. Na figura ao lado podemos observar que inicialmente ele l asentradas, em seguida processa o programa propriamente dito e finalmente acionaou no a sada conforme o resultado da lgica do programa. O tempo gasto para

    executar uma varredura na ordem de milissegundos (ms). Normalmente, osfabricantes costumam informar o tempo de varredura (scan) para cada mil (1000)instrues simples, de contatos e bobinas. Obviamente, quanto menor estetempo, mais rpido o CLP. Alguns CLPs demoram algumas dezenas demilissegundos para executar as mil instrues enquanto que outros conseguemexecutar em alguns microssegundos. Esta caracterstica esta relacionada com otipo e/ou modelo de cada fabricante, assim como o custo do equipamento. Quanto mais rpido, mais caro.

    Alguns equipamentos, muito semelhantes ao CLP, no so assim denominados devido a sua baixa capacidade deprocessamento (o ZLIO da SCHNEIDER ELECTRIC, por exemplo). Estes equipamentos usam a mesmalinguagem (LADDER) e a mesma estrutura do CLP convencional.

    A sigla PLC (Programmable Logic Controller), equivalente a CLP (Controlador Lgico Programvel), registradapela Allen Bradley que foi um dos primeiros fabricantes.A maioria dos CLPs utiliza a linguagem LADDER. Porm, podem-se encontrar alguns que trabalham com outraslinguagens, alm do Ladder.

    Blocos de funo, Linguagem descritiva (Basic ou C), Etc.

    Uma das caractersticas mais importante do CLP a sua robustez. Ele fabricado com componentes tipos militarde forma que uma falha aceitvel aps muitos anos de funcionamento ininterrupto. De acordo com levantamentode fabricantes, existem fbricas que possuem, em funcionamento, equipamentos instalados a mais de 30 anos.Normalmente, eles so substitudos devido a alguma incompatibilidade com novos recursos exigidos pela

    indstria. claro que uma instalao indevida pode provocar a queima do equipamento. Por Ex.: ligar a sada do mesmodiretamente entre fase e neutro da rede eltrica. Mesmo assim, a queima poderia ser apenas do fusvel quecostuma existir na sada. Normalmente, os CLPs so consertados pelos prprios fabricantes. A maioria dosfabricantes oferece uma garantia que inclui a substituio do mdulo a um custo menor, caso no seja constatadouso indevido do equipamento, como no exemplo acima.

    Eles podem suportar ambientes extremamente hostil (vibrao, umidade de 85%, p, temperatura elevada emtorno de 65C, etc.). Podem processar sinais analgicos e digitais e podem possuir sadas analgicas e digitais.

    Todas essas caractersticas variam conforme o fabricante e o modelo. So classificados como sendo de pequeno,mdio e grande porte. Os de pequeno porte so os de menor nmero de entradas e sadas, com pequena

    capacidade de memria de programa, e os de grande porte, com maior nmero de entrada e sadas, com grandecapacidade de memria, normalmente mais rpido.

    As entradas e sadas so isoladas e costumam utilizar acoplador tico. Abaixo temos alguns exemplos de circuitosde entradas e sadas (analgicas e digitais). Note que, em todos os casos, no h contato eltrico entre o circuitode entrada e de sada.

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    Descries de funcionamento:

    1 - Entrada Digital Sink: uma tenso entre de 12 a 24V aplicada entrada euma corrente que circula que acende o LED. A luz emitida atinge a base dotransistor NPN, satura e seu coletor vai a zero volt. Este estado lgico enviado aentrada digital do processador do CLP

    2 - Entrada Digital Source: uma tenso de 0V aplicada entrada e umacorrente que circula acende o LED. A luz emitida atinge a base do transistor NPN,satura e seu coletor vai a zero volt. Este estado lgico enviado a entrada digitaldo microprocessador do CLP.

    3 Sada Digital transistorizada PNP (Source): uma sada do microprocessador doCLP provoca o acendimento de um LED, conforme figura ao lado. A luz atinge a basede um transistor PNP que satura aplicando a fonte (+24V) na CARGA conectada azero volts.

    4 Sada Digital transistorizada NPN (Sink): uma sada do microprocessador doCLP provoca o acendimento de um LED, conforme figura ao lado. A luz atinge a basede um transistor NPN que satura aplicado zero volt na CARGA que deve estar

    conectada fonte (+24V).5 Sada Digital a rel: uma sada do microprocessadordo CLP provoca a energizao da bobina do rel. Ocontato do rel conecta o ponto comum carga, que podeestar conectada fonte ou ao zero volt, conforme figuradireita ou esquerda.

    6 - Entrada analgica (4 a 20mA): o circuito, a seguir, utilizaum acoplador tico com foto-diodo casados (HCNR201, comuma no linearidade de 0,01%). A corrente de 4mA a 20mA aplicada nas entradas +IIN e - IIN e circula pelo diodo zenerD1, que estabiliza uma tenso de 5,1V; que alimenta o AO

    (Amplificador Operacional LM158). Esta corrente, tambm,circula por R3, proporcionando uma ddp entre 0,1V a 0,5V(4mA x 25 e 20mA x 25). Esta tenso mais negativa na entrada inversora do AO, fazendo com que a sadado AO fique mais positivo, provocando o acendimento do LED, que ilumina os dois fotodiodos PD1 e PD2. Ofotodiodo PD1 produzir uma corrente que realimenta de forma reversa a entrada inversora do AO, que seestabilizar quando o valor for igual a corrente produzida por R1, eliminado a ddp das entradas. Como, esteresistor R1 est submetido a ddp de 0,1V a 0,5V, para que as correntes sejam anuladas, PD1 ter que produziruma corrente reversa entre 0,1V/220K = 454nA a 0,5V/220K = 2,3uA respectivamente. Sendo os fotodiodosidnticos, PD2 produzir tambm a mesma corrente de PD1. O segundo AO produzir na sada uma tensoproporcional a mesma. Sendo R2 = 10R1 a tenso ser de 1 a 5V. Esta tenso enviada para a entradaanalgica do processador do CLP.

    7 - Sada analgica (4 a 20mA): de forma similar a

    entrada analgica, a tenso produzida pelo processadordo CLP (1 a 5V) aplicada entrada inversora do AO,via R1, fazendo com que a sua sada tenda a zero,provocando o acendimento do LED. Este LED ilumina osdois fotos diodos idntico. A corrente fornecida pelo AO1ser limitada quando a luz emitida pelo LED,proporcionar uma corrente em PD1 igual a correnteproduzida em R1, anulando-a e obrigando que a ddp nas entradas do AO seja 0V. Sendo os fotos diodosidnticos, PD2 produzir tambm a mesma corrente de PD1. Sendo assim, o AO2 produzir na sada umacorrente proporcional, de 4 a 20mA que aciona o dispositivo externo.

    CARGA

    +

    +24VComum

    +

    0V

    Comum

    CARGA

    +24V

    CARGA

    +

    +24VComum

    +

    CARGA

    +24V

    Comum

    SADA

    4a20mA

    5,1V

    Fotodiodo

    Fotodiodo

    Q1220K

    25

    HCNR201

    ENTRADA

    4a20mA

    +-

    220K

    2M2

    5,1V

    25

    LM158LM158

    HCNR201

    +

    0Vcomum

    +24V

    +

    +24Vcomum

    0Vcc

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    33 AA LLiinngguuaaggeemm LLAADDDDEERREm todos os sistemas de programao de computadores e/ou equipamento microprocessados, tem que haveralguma forma de ns passarmos instrues para uma determinada mquina para que a ela execute as operaesdesejadas.

    Os computadores ou microcomputadores, por sua vez, s compreendem estados lgicos ou linguagem binria

    (nveis lgicos zeros e uns = ligado/desligado). Ns no conseguimos nos comunicar adequadamente nestalinguagem. Para solucionar este problema, foram criadas ferramentas que traduzem a nossa forma de secomunicar na linguagem que a mquina compreende. Esta ferramenta utilizada por todos os programadores e denominada de Interpretador de comando.

    Porm, em cada rea da atividade humana, a linguagem muda, aparecendo termos tcnicos ou expressespeculiares atividade desenvolvida.

    Quando dois eletricistas conversam cerca de um circuito eltrico, eles utilizam de traos que simbolizam ocircuito eltrico e o outro eletricista compreende. Esta a linguagem dos eletricistas que uma pessoa de outrarea no compreenderia com tanta facilidade. Se esses eletricistas precisarem de se comunicar com umamquina, o ideal que eles se comuniquem na sua linguagem usual e que um interpretador traduza estalinguagem para a linguagem binria que seja compreendida pela mquina.

    Em outro ramo de atividade (contbil, por exemplo) esta linguagem no adequada. Por essa razo, existem nomercado inmeras outras linguagens de programao que so utilizadas em outras reas do conhecimentohumano.

    Ao se desenhar um circuito eltrico, podemos faz-lo horizontalmente (fig.01) ou verticalmente (fig.02). Quando desenhado na forma vertical ele se assemelha a uma escada (fig.03) onde cada degrau corresponde a uma linhade comando. Por essa razo, esta forma de desenhar um circuito eltrico foi denominada de LADDER quesignifica escada em ingls. Quando desenhado no computador, a forma LADDER mais adequada para aimpresso devido a sua forma de listagem.

    Na dcada de 70 muitas empresas europias optavam em desenvolver diagramas eltricos nos computadoresdevido a praticidade e o baixo custo se comparado com um desenho em prancheta. Naquela ocasio, os

    computadores s trabalhavam em modo texto. Para que o diagrama fosse feito, usavam-se apenas os caracteresdisponveis no teclado, da seguinte forma:

    i1 i2 O1

    |-------] [-------]/[-----------------( )

    O caractere barra vertical esquerda | indicava a suposta alimentao, os colchetes ] [, um contatoNA , os colchetes com uma barra inclinada no meio ]/[ um contato NF e o abre e fecha parntesis, a sada.

    O diagrama LADDER acima pode ser representado em forma de porta lgica:

    A sada Q1 s energizada se a entrada i1 for energizada(estiver com NL1) e a i2 no for energizada (estiver com

    NL0).(NL1 = Nvel Lgico 1, NL0 = Nvel Lgico 0)

    Fig.01 Fig.02 Fig.03

    Tabela VerdadeI1 I2 Q10 0 0

    0 1 01 0 11 1 0

    i1

    i2

    Q1

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    3.1 IEC 61131-3 Norma para programao

    o primeiro esforo real para a padronizao das linguagens de programao de CLPs. Resultado de sete empresas internacionais, somando dezenas de anos de experincia. So definidas quatro linguagens de programao: duas textuais e duas grficas Com o intuito de facilitar o entendimento a norma dividida em:

    Elementos Comuns Tipos de dados Variveis Configurao, recursos e tarefas Unidades de organizao de programas Seqenciamento grfico de funes

    Cinco Linguagens de Programao Normalizadas Textuais - IL - instruction list(lista de instrues)

    ST - structured text(texto estruturado) Grficas - LD - ladder diagram (diagrama de contatos)

    FBD- function diagram blocks (diagrama de blocos de funes) Mtodo SFC-(sequential function chart) ou Grafcet

    Alguns modelos de CLPs possuem recursos de programao em todas estas linguagens.

    3.1.1 Linguagem IL (Instruction List)- Lista de Instruo De origem europia Semelhante ao Assembler. V. fig. abaixo

    !"#

    $ $"%%&"!"#

    $ '&( '&

    )""(*+,-*."# $ /"

    *

    ) .01(# $ *

    !"!" $ *2

    /" 3.) "4 /"5"6&'4#

    $ "7"/8/9# $ $ $ $ $ $ $ $

    4

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    3.1.2 ST (Structured Text) Texto Estruturado Linguagem de alto nvel, muito poderosa, com razes Ada, Pascal e C Contm todos os elementos essenciais de uma linguagem moderna, incluindo estruturas condicionais (IF-

    THEN-ELSE e CASE OF) e iteraes (FOR, WHILE e REPEAT) Exemplo:

    I:=2WHILE J

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    3.1.5 Linguagem Grafcet ou SFC (Sequential Function Chart) Descreve graficamente o comportamento sequencial de um programa de controle. derivado das redes de Petri e da norma IEC 848 Grafcet. Consiste de passos, interligados com blocos de aes e transies. Cada passo representa um

    estado particular do sistema que est sendo controlado. A estrutura e a organizao interna do programa ajuda a decompor o problema de controle em partes

    gerenciveis, enquanto mantm a sua viso geral.

    Exemplo:

    Representao FBDA imagem a seguir apresenta as funes SFC da linguagem FBD

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    3.2 Anlise de Equivalncia Lgica

    No circuito eletrnico da esquerda ou no CLP com o LADDER da direita, no pressionando qualquer botoeira, asentradas estaro desenergizadas e, consequentemente, a sada Q1 estar energizada. Se pressionarmos a Bot 1a entrada i1 energiza e. a entrada i2 no sendo energizada, a sada Q1 ser energizada. Note que a botoeira daentrada i2 NA e o contato correspondente no LADDER NF. Se a botoeira fosse do tipo NF este contato teriaque ser do tipo NA para funcionar da mesma forma.

    NOTA: as entradas de sinais so tratadas como contatos e as sadas como bobinas, em analogia ao circuitoequivalente da direita. As entradas e sadas so analisadas no sentido de estarem ou no energizadas. Se umcontato do tipo NA for energizado, ele fecha; caso contrrio, se for NF, ele abre.

    Entrada Sink e sada Source (mais usual):

    Entrada e sada Source

    Entrada Source e sada Sink

    Bot 1

    i1

    i1 i2 Q1

    +24V

    i2

    Bot 2CLP com LADDERCircuito equivalente

    Comum

    Q1

    220V

    Note que as duas entradas I1 e I2 estodesenergizadas (no h corrente aplicada nosbornes de entrada) e, por conseqncia, asada Q1 estar desenergizada (desligada,aberta, lmpada apagada), enquanto as 2botoeiras no forem pressionadassimultaneamente.

    Note que as duas entradas I1 e I2 estodesenergizadas (no h corrente aplicada nosbornes de entrada) ) e, por conseqncia, a

    sada Q1 estar energizada (ligada, fechada,lmpada acesa), enquanto as 2 botoeiras noforem pressionadas simultaneamente.

    Note que as duas entradas I1 e I2 estodesenergizadas (no h corrente aplicada nosbornes de entrada) ) e, por conseqncia, asada Q1 estar energizada (ligada, fechada,lmpada acesa), enquanto pelo menos umadas botoeiras no for pressionada.

    O1I1 I2

    O1

    O1

    O1I1

    I2

    Bot 1

    i1

    i2

    Q1

    Bot 2

    +5V 0V

    Circuito eletrnicocom PORTA LGICA

    Comum

    Q1

    2

    O1I1

    I2

    O1I1

    I2

    +V

    +V

    Note que as duas entradas I1 e I2 esto

    desenergizadas (no h corrente aplicada nosbornes de entrada) e, por conseqncia, asada Q1 estar desenergizada (desligada,aberta, lmpada apagada), enquanto pelomenos uma das botoeiras no for pressionada.

    O1I1

    I2

    +V

    +V

    O1I1 I2

    Neste caso, as duas entradas I1 e I2 estotambm desenergizadas e a sada Q1 estarenergizada. Ou seja: a sada da porta lgica Eficar em NL1, saturando o transistor NPN dasada, enquanto pelo menos uma das botoeirasno for pressionada. Para melhor compreenso

    da lgica, est sendo exibido o acoplador ticoa transistor NPN na sada. Dizer que a sadaest energizada, significa dizer que estacionando a carga. Assim como as entradas.

    O1I1 I2

    0V +V+V

    0V +V+V

    I1

    I2

    +V 0V0V

    I1

    I2

    +V 0V0V

    O1I1

    I2

    +V

    +V

    +V

    0V +V+V

    0V

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    +V1

    2

    3

    S0

    (L)

    (U)

    2 1

    3

    S0

    S0

    D)

    (LU)2 1

    3

    S0

    E)

    (L)

    (U)

    2 3

    1

    S0

    S0

    A) B)

    (L)

    (U)

    2 3

    1

    S0

    S0

    C)

    ( )

    2 3

    2

    S0

    ( )S1

    (L)

    (U)

    2 1

    3

    S0

    S0

    D)

    ( )2 1

    3

    S0

    E)

    (U)

    (L)

    2 3

    1

    S0

    S0

    A) B)

    (U)

    (L)

    2 1

    3

    S0

    S0

    C)

    ( )2 3

    2

    S0

    ( )S1

    +V1

    2

    3

    S0

    3.3 Exerccios de fixao:

    Considerando-se que, no LADDER, as bobinas identificadas com a letra L e U correspondam a bobinas comreteno, marque o diagrama LADDER da direita que melhor represente o circuito lgico da esquerda.

    1) Equivalente Lgico

    2) Equivalente Lgico

    3) Equivalente Lgico

    4) Equivalente Lgico

    5) Equivalente Lgico

    +V

    1

    2

    S0

    (L)

    (U)

    2 1

    3

    S0

    S0

    D)

    ( )2 1

    3

    S0

    E)

    0V

    1

    2

    3

    S0

    +V

    +V

    +V

    (U)

    (L)

    2 3

    1

    S0

    S0

    A) B)

    (L)

    (U)

    2 1

    3

    S0

    S0

    C)

    (L)2 3

    1

    S0

    (U)S1

    ( )1 2 S0

    A)

    ( )1 2 S0

    C)

    ( )1

    2

    S0

    E)

    ( )1

    2

    S0

    B)

    ( )1 S02

    D

    S0

    ( )1 2 S0

    A)

    ( )1 2 S0

    C)

    ( )1

    2

    S0

    E)

    ( )1

    2

    S0

    B)

    ( )1 S02

    D

    0V

    1

    2

    +V

    +V

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    CLP compilado por Sidney A. Fontoura 13

    6) Equivalente Lgico

    7) Equivalente Lgico

    8) Equivalente Lgico

    9) Equivalente Lgico

    10) Equivalente Lgico

    +V

    1

    2

    S0

    ( )1 S02

    E)

    ( )1

    2

    S0

    D)

    C)

    ( )1 2 S0

    1 2

    A)

    ( )1 2 S0

    1 2

    B)

    ( )1 2 S0

    1 2

    ( )1 S02

    E)

    ( )1

    2

    S0

    D)

    C)

    ( )1 2 S0

    1 2

    A)

    ( )1 2 S0

    1 2

    B)

    ( )1 2 S0

    1 2

    +V

    1

    2

    S0 ( )1 2 S0

    A)

    ( )1 2 S0

    D)

    ( )1

    2

    S0

    B)

    ( )1

    2

    S0

    C)

    ( )1 S02

    E)

    +V

    1

    2

    S0

    S0

    ( )1

    A)

    ( )1 2 S0

    C)

    ( )

    1

    2

    S0

    E)

    ( )1

    2

    S0

    B)

    ( )

    1 S02

    D

    0V

    1

    2

    +V

    +V

    0V

    1

    2

    +V

    +VS0

    ( )1 S02

    E)

    ( )1

    2

    S0

    D)

    C)

    ( )1 2 S0

    1 2

    A)

    ( )1 2 S0

    1 2

    B)

    ( )1 2 S0

    1 2

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    CLP compilado por Sidney A. Fontoura 14

    Qual dos diagramas ao lado corresponde a uma:

    11) Sada Digital transistorizada PNP (Source)A) 5B) 2C) 4D) 3E) 1

    12) Sada Digital a relA) 4B) 2C) 1D) 3E) 5

    13) Entrada Digital SourceA) 4B) 5C) 3D) 1E) 2

    14) Entrada Digital SinkA) 5B) 3C) 4D) 1E) 2

    15) Sada Digital transistorizada NPN (Sink)A) 3B) 1C) 2D) 4E) 5

    16) Entrada analgica (4 a 20mA)A) 6B) 7C) 5D) 4E) 3

    17) Sada analgica (4 a 20mA)A) 3B) 4C) 5D) 6E) 7

    18) Considerando que o mdulo de entrada fosse do tipo Source, como deveria ser conectado o sinal?

    19) Considerando que o mdulo de entrada fosse do tipo Sink, como deveria conectado o sinal?

    Boa Prova

    Mdulode

    Entrada+

    DC Com

    A)Mdulo

    deEntrada

    +

    DC Com

    B)Mdulo

    deEntrada

    DC Com

    C)Mdulo

    deEntrada

    DC Com

    D)

    220Vac

    Mdulode

    Entrada

    DC Com

    E)

    24Vac

    Dosador

    +

    DC Com

    A)Mdulo

    deEntrada

    +

    DC Com

    B)Mdulo

    deEntrada

    DC Com

    C)Mdulo

    deEntrada

    DC Com

    D)

    220Vac

    Mdulode

    Entrada

    DC Com

    E)

    24Vac

    +

    0Vcomum

    +24V

    1

    +

    +24Vcomum

    0Vcc

    2

    CARGA

    +

    +24VComum

    3

    +

    0V

    Comum

    CARGA

    +24V

    4

    +

    CARGA

    +24V

    Comum

    5

    E

    NTRADA

    4

    a20mA

    +-

    220K

    2M2

    5,1V

    25

    LM158LM158

    HCNR201

    6

    SADA

    4a20mA

    5,1V

    Fotodiodo

    Fotodiodo

    220K

    25

    HCNR201

    7

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    44 MMOODDEELLOOSS DDEE CCLLPPAs maiorias dos controladores eletrnicos utilizados nas automaes industriais permitem ser programados emLADDER. A sigla PLC (Programmable Logic Controller) foi registrada inicialmente pela Allen Bradley. Por estarazo, os outros fabricantes criam nomes semelhantes para transmitir a mesma idia.

    A maioria utilizam os termos Controlador Lgico ou Programador Lgico. Alguns equipamentos, por no

    possurem os recursos condizentes com os padres de um PLC recebem outros nomes (figuras direita).Costumam no possuir clculos cientficos, velocidade adequada, acessos a rede, confiabilidade, etc.

    Estes so mais barato que o CLP. Em muita das vezes, atende a necessidade desde que o sistema no exijaalgum clculo, tenha poucos pontos de entrada e sada e no haja necessidade de interligao com outro sistemamais complexo.

    Ex.: o controle de uma pequena mquina, de um semforo etc.

    EXEMPLO DE CLP (PLC)

    Rel Inteligente

    Klockner Meller

    da Allen Bradley (SLC 500)

    Controlador Lgico da Klockner MellerM DULO Z LIOSchneider Eltric

    FONTE5V e 24V

    S

    LOT

    1

    S

    LOT

    2

    S

    LOT3

    S

    LOT0

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    55 ZZLLIIOOO estudo deste equipamento assim como a sua programao ser direcionado para o seu prprio aplicativodenominado Zeliosoft. Neste aplicativo h uma vasta explanao, exemplos de utilizao e recurso de simulao,alm de vdeos que acredito serem suficientes para o perfeito domnio do contedo.

    5.1 Exerccios

    Nos exerccios a seguir, o aluno dever desenvolver o programa proposto no Zlio e simul-lo no prprioaplicativo.

    5.1.1 Comando Liga DesligaA. Comando liga e desliga, com contato de reteno.B. Comando liga e desliga, com sada Set e Reset

    5.1.2 Pisca-pisca de uma lmpada

    Faa piscar uma sada, que acionar uma lmpada, na freqncia de 1 Hz.

    5.1.3 Pisca-pisca de trs lmpadasFaa piscar, ininterruptamente, 3 lmpadas seqencialmente, devendo acender uma de cada vez.

    5.1.4 Semforo de um CruzamentoConstrua um Semforo de cruzamento de 2 ruas. Dever conter 3 lmpadas em cada rua, (6 lmpadas) ser necessrio especificar um mdulo adequado. O tempo das lmpadas vermelha, amarela e verdesero respectivamente 30s, 3s e 30s.

    5.1.5 Semforos de um Cruzamento sincronizadosAdicione mais um semforo de um segundo cruzamento, localizado cerca de 100m deste. A velocidadeno local de 40 Km/h e novo semforo dever ser sincronizado com este primeiro.

    5.1.6 SireneDeseja-se acionar uma sirene em cada um dos horrios de aula da escola, conforme horrios abaixo.O toque dever soar por apenas 5 segundos.

    HORRIOS:14:00 14:5014:50 15:4015:40 16:0016:00 16:5016:50 17:4017:40 18:3019:00 19:5019:50 20:4020:40 21:0021:00 21:5021:50 22:40

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    5.2 Aplicaes prticas

    5.2.1 Alarme ResidencialDesenvolva um programa de controle de um alarme residencial com as seguintes caractersticas:O sistema dever ser alimentado por uma bateria de 12V, carregada pela rede eltrica, para garantir que osistema continue atuando na falta de energia da concessionria.Ao se ligar o sistema um pequeno sinaleiro de 12V acende indicando que o sistema est ativo.

    1. Se a porta for aberta por 10s, o alarme toca e s silencia ao pressionarmos a botoeira Silencia Alarme.2. O alarme ativado 10s aps ser ligado pela chave Liga Alarme.3. A partir de ento, se a porta for aberta, a botoeira SILENCIA ALARME deve ser acionado em menos de

    10s, aps a abertura da porta. Caso contrrio o alarme toca.

    Programa exemplo:

    5.2.2 Controle de Nvel

    Carregadorde Bateria

    (15Vcc)220VcaBat.

    +12V

    LT

    0V a 10V

    0% a 100%

    100%

    0%

    Reed switch NA

    Im

    ZELIOModelo

    SR2B121JD

    SilenciaAlarme

    SIRENE

    +12V

    Comum

    I1

    I2

    +12V

    I3

    I4

    Q1

    Q2

    Sinaleirode 12V

    LigaAlarme

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    Uma caixa dgua alimentada por uma bomba enquanto o contedo escoado. Um sensor (LT) monitora o nvele produz um sinal de tenso com um range de 0 a 5V proporcionais aos nveis de 0 a 10m, respectivamente. Estesinal enviado para a primeira entrada analgica do Zlio (Ib).

    Quando a caixa dgua atingir o nvel de 90%, a bomba precisa ser desligada e quando atingir 80%, deve serreligada.

    Soluo:1. Escolha um modelo de Zlio que possua entrada analgica.

    2. Selecione dois comparadores analgicos (A1 e A2, porexemplo).

    3. Configure os comparadores, clicando duas vezes em cada umdeles (A1 e A2). Onde A1 e A2 so comparadores Analgicos e Ib uma entrada analgica. Tendo em vista que, no diagramaLADDER abaixo, o contato de A1 foi conectado no SQ1, que liga abomba, e A2 no RQ2 que a desliga, ento o A1 deve serconfigurado com Ib = 9V, que a condio de desligar a bomba.

    Programa LADDER sugerido:

    D dois cliques no A1 para configurar:

    Entrada Ib

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    Configurao do comparador A2:

    5.2.3 Comando Liga Desliga

    Comando liga e desliga com dois botes independentes e contato de reteno.

    Ou

    Comando liga e desliga com dois botes independentes e bobina Set/Reset.

    Ou

    Comando Liga e Desliga com uma nica botoeira e uma bobina.

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    5.2.4 Pisca-pisca de uma lmpadaContendo o comando liga desliga e um pisca-pisca de lmpada na freq. de 1 Hz.

    5.2.5 Pisca-pisca de duas lmpadasImplement-lo fazendo piscar 2 lmpadas alternadamente e ininterruptamente.

    5.2.6 Pisca-pisca de trs lmpadasimplement-lo fazendo piscar 3 lmpadas seqencialmente e ininterruptamente

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    Q1

    Q2

    Q3

    Rua 1

    Q4

    Q5

    Q6

    Rua 2

    T1 T2 T3 T3

    Reinicia

    5.2.7 Semforo de um CruzamentoFaa um programa de controle de um Semforo decruzamento de 2 ruas. Faa a simulao no prprio ZeliSoft.

    O tempo das lmpadas Vermelha, Amarela e Verde sorespectivamente 30s, 3s, 30s.

    Rua 1 VM1 = Vermelha, AM1 = Amarela e VD1 = Verde.Rua 2 VM2 = Vermelha, AM2 = Amarela e VD2 = Verde.

    Semforo de um cruzamento simples

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    5.2.8 Desviador de Caixas 01Em uma linha de produo, a cada 10 caixas um pisto pneumtico acionado desviando as caixas para abandeja frente, onde nesta um operador ir recolher o volume para o encaixotamento. A vlvula solenide usada do tipo retorno por mola. Ou seja: ao energizar ela avana e ao desenergizar, retorna. Faa o programa emLADDER para efetuar esta automao. Devero existir sensores de fim de curso nos pistes, para prevenir falhano prprio ou falta de ar comprimido. Sendo assim, ao acionar o pisto necessrio se certificar que o mesmotenha atingido o fim de curso. Todos os sensores so do tipo NA, PNP e source (energiza a entrada do CLP ao

    detectar objeto).

    Programa LADDER bsico:

    Fim de Curso avanado (FC1)

    M1

    Fim de Curso avanado (FC1)

    Fim de Curso Recuado (FC2)

    Fim de Curso avanado (FC1)

    Fim de Curso Recuado (FC2)

    Fim de Curso avanado (FC1)

    Fim de Curso Recuado (FC2)

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    5.2.10 Mquina de EnvaseDesenvolver um programa para o controle e contabilizao da produo de uma mquina de envase, conformelayout abaixo. O valor acumulado da produo dever estar disponvel em um contador que poder ser lido por umsoftware Supervisrio que no pertence ao escopo deste projeto, podendo ser zerado por uma chave extravel.

    Atividades a serem desenvolvidas:1) O Diagrama eltrico de comando e de fora, utilizando de uma ferramenta de editorao grfica.

    2) O Roteiro funcional, com mais detalhes que esta proposta.3) O Programa de controle em linguagem LADDER, com todos os ttulo e descries pertinentes.4) Lista de Material

    Observaes:Os cilindros pneumticos so do tipo avano por mola. Quando energizados, recolhem o mbolo, abrindo orespectivo flap.

    Todos os sensores so com sada PNP e ao saturar envia +24V para a entrada do CLP; sendo que: Os Sensores NMax e NMin so ticos, de Reflexo e NA ao detectarem, energizam a entrada do CLP. O Sensor CxaPos, tico, de barreira e NF quando a caixa cobre o feixe de luz, ele energiza a entrada do CLP. O Sensor CxaCheia, Capacitivo e NA ao detectar produto na caixa, energiza a entrada do CLP.As botoeiras de partida e parada, assim como a chave para reiniciar a produo, so do tipo NA.

    Vista Lateral

    O:2/2

    FonteCc

    Freio

    Sol 1 (Solenide)

    Sol 2 (Solenide)

    Arcomprimido

    O:2/4

    ComumV

    FLAP1

    FLAP2

    Bocal

    O:2/3

    EVA

    NMin

    NMaxA

    +24Vcc

    +24 Vcc

    0V

    0V

    I:1/1

    I:1/2

    E V A

    CxaCheia CxaPos

    +24vCC

    +24vCC

    0V

    0V

    I:1/3

    I:1/4

    O:2/1

    EVA

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    Vista Superior

    Descrio de funcionamento

    Botoeiras de Partida e de Parada:Aps ser pressionada a botoeira de Partida a mquina deve iniciar o seu funcionamento e ao se pressionar a deParada, todos os acionamentos devem ser desativados imediatamente. Ao se dar a partida o flagCICLO1 (inciode ciclo) setadoautorizando o incio do ciclo.

    Controle do FUNIL:Se o sensor de Nvel Mximo (NMax) for coberto por 0,3s, o ALIMENTADOR deve ser desligado. Ao serdescoberto por 0,5s, ele deve ser religado.

    Controle do FLAP1 CICLO1Se foi dada a partida, CICLO1 foi setadoe o sensor de Nvel Mnimo (NMin) foi coberto por 0,2s, significa que: amquina est ligada, um incio de ciclo e a quantidade de produto presente no funil mais do que suficiente pararealizar um ciclo de produo. Neste caso, o FLAP1 deve abrir, independente do dosador estar cheio ou no, eassim permanecer durante um tempo suficiente para a queda do produto no dosador. Durante este tempo dequeda, o NMin poder ser descoberto, devido ao esvaziamento parcial do funil e descobrimento do sensor. Mas,independente disso, o ciclo deve ser completado. S aps o tempo de queda do produto que o FLAP1 devefechar. Para no ocorrer reinicio indevido desta operao, o CICLO1 deve ser resetado, logo que o FLAP1 fechar.O reincio deste ciclo s ocorrer aps FLAP2 fechar, quando ento ele novamente setado, autorizando o de um

    novo ciclo.Controle do FLAP2 CICLO2Estando o CICLO1 resetado, a caixa posicionada, vazia e o motor M2 desligado, o CICLO2, de enchimento decaixa, setado, o FLAP2 abre, por um tempo, e fecha, completando o 1 ciclo. Neste momento, o CICLO1 setadoautorizando o controle do FLAP1e o CICLO3 setadoautorizando o controle de T2.

    Controle de T2 CICLO3Estando o CICLO3 autorizado, o transportador M2 deve ser ligado e assim permanecer at que uma nova caixavazia seja posicionada no local note que, este transportador, s ser desligado na transio de chegada daprxima caixa vazia ou se houver um comando de parada de mquina. Ao parar o transportador, o CiCLO2 e oprprio CICLO3 so reiniciados. Para que este transportador pare imediatamente, na chegada da nova caixa, deveser utilizado um sistema de frenagem de corrente contnua. Para tal, uma fase da rede eltrica retificada,

    produzindo com uma segunda fase uma tenso contnua de cerca de 310V (220 x 1,41). Esta tenso carrega umcapacitor, via resistor de 1K. Desta forma, quando a Contator de frenagem acionado, a energia armazenadaneste capacitor descarregada no motor, provocando a sua parada imediata. Aps o capacitor descarregar,apenas a corrente do resistor continua a circular no motor, evitando o aquecimento do motor. A capacidade dereutilizao da frenagem deve ser a cada segundo. A energia armazenada no capacitor eletroltico ser de:E = x 0,000015 x 310 = 0,5J.

    M

    10uF 400V

    1N40071001/2W

    1M 1/2W

    0,15uF 400VXc = 18K

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    Ciclo de envase:

    Descrio do Ciclo de Descarga

    Tendo completado o ciclo de Envase autorizado o ciclo de Descargaque se inicialigando-se o motor do transportador.

    Ele deve ser mantido ligado at que umanova caixa vazia chegue aos sensoresCxaPos e CxaCheia, quando ento otransportador deve parar e autorizar oreincio do ciclo.

    Uma caixa vazia chegando na posio, a luzdo emissor do sensor CxaPos bloqueadapela caixa e o contato do sensor, que dotipo NF, fecha. Portanto a entrada I:1/4energiza. Enquanto isso, o contato do sensorCxaCheia, que do tipo NA, estar aberto ea entrada do I:1/5 estar desenergizada.

    Uma entrada, do CLP, energizada ou nosignifica que uma tenso, que no caso 24V, est ou no aplicada nesta respectivaentrada.

    Fecha o FLAP2 e autoriza o reinicio do ciclo.

    NMin NMin NMin NMin

    Se o NMin. for coberto por 0,2s eo FLAP2 estiver fechado e o ciclode envase autorizado, ento:

    abre FLAP1. Aps uma frao desegundo, fecha FLAP1.

    NMin

    Se FLAP1 fechado, M2parado, caixa vazia eposicionada, abre FLAP2.

    Ao final de um tempo, fecha oFLAP2, autoriza reincio do ciclo1e autoriza o ciclo de descarga.

    TRANSP. PARADO

    TRANSP. PARADO

    TRANSP. MOV.

    TRANSP. MOV.

    TRANSP. MOV.

    TRANSP. MOV.

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    CLP compilado por Sidney A. Fontoura

    5.3 Caracterstica bsica do projeto.

    CLP

    NMax e NMinO LED ilumina o objeto e umsemicondutor detecta a luzrefletida nele.

    CxaCheiaUma frequncia aplicadaas placas concntricas queformam um capacitor. Aproximidade de uma massamodifica o dieltrico, acapacitncia e o Xc. O sinalque circula pelo Xc, retificado, filtrado ecomparado com referncia.

    Sensor tipo tico tipo reflexo, sada PNP

    LIGA

    DESLIGA

    Caixa

    Sensor Capacitivo, sada PNP.

    AjusteVref

    Xc

    Limpa Prod.

    Sensor tico tipo Barreira, sada PNP

    CxaPosO semicondutor detecta a luzdo LED e o objeto bloqueia.

    I:1/5

    I:1/6

    I:1/7

    I:1/5

    I:1/4

    I:1/2 e I:1/3

    220Vca

    S

    ContatorAlimentado

    S

    Solenide

    ContatorDescarga

    Solenide

    Comum

    O2/1

    O2/0

    O2/4

    O2/3

    Fonte

    +24V0V

    0Vcc

    24Vcc

    Caixa

    O2/2

    Freio DC

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    CLP compilado por Sidney A. Fontoura 28

    66 CCLLPP CCoonnttrroollaaddoorr LLggiiccoo PPrrooggrraammvveellO Zlio no considerado um CLP; trata-se apenas de um equipamento programvel, que no caso usa alinguagem LADDER, que capaz de efetuar diversas funes lgicas que possibilita o controle de muitos tipos desistemas.

    Porm, quando um sistema para ser controlado exige funes matemticas ou lgicas complexas ou ainda

    centenas de pontos de entrada e sada, o equipamento mais adequado passa a ser o CLP.

    Existem no mercado mundial, diversos fabricantes de CLP. Dentre eles, destaca-se os da empresa Allen Bradleydo grupo Rockwell Automation, que ser tratado nesta apostila.O modelo a ser apresentado o mundialmente conhecido SLC500.

    6.1 SLC 500

    6.1.1 ENDEREAMENTO DO SLC 500 - MODULARO SLC 500 - estrutura modular, obedece a seguinte sintaxe para o endereamento de suas entradas esadas locais:

    X:YY/ZZ Onde: X = tipo de arquivo (O=sada e l=entrada)

    YY = nmero do slot/ = usada para endereamento digitalZZ = nmero do pontoX:YY.ZZ Onde: X = tipo de arquivo (O=sada e l=entrada)YY = nmero do slot.(pto) = usada para endereamento analgicoZZ = nmero do canal

    A.O endereo do ponto 10 do carto de entrada digital do slot 5 seria: I:05/10.B.O endereo do canal 3 do carto de sada analgico do slot 13 seria: O:13.03.

    Fonte

    CPU

    0 1 2I

    3I

    4I

    5I

    6O

    7O

    8O

    9I

    10I

    11O

    12O

    13ANA

    14ANA

    012

    3456789101112131415

    0123456789101112131415

    0123456789101112131415

    012

    3456789101112131415

    012

    3456789101112131415

    012

    3456789101112131415

    012

    3456789101112131415

    012

    3456789101112131415

    012

    3456789101112131415

    012

    3456789101112131415

    012

    3456789101112131415

    01234

    01234

    SLC 5/3 CPU

    RUN REM PROG

    INPUT INPUT OUTPUT OUTPUT OUTPUT INPUT SCANNER

    POWERCOMM FALT

    FLT

    RUN

    BAT

    FORCE

    DH485

    RS232

    POWER

    ALLEN BRADLEYALLEN BRADLEY

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    CLP compilado por Sidney A. Fontoura 29

    O SLC 500 - estrutura modular, obedece a seguinte sintaxe para o endereamento de suas entradas e sadasremotas.X:YY.WW/ZZOnde:X = tipo de arquivo (O=sada e l=entrada)YY = nmero do slot do scannerWW = nmero do slot do ponto a ser endereado/ = usada para endereamento digitalZZ = nmero do ponto

    X:YY.WW.ZZOnde:X = tipo de arquivo (O=sada e l=entrada)YY = nmero do slot do scannerWW = nmero do slot do ponto a ser endereado.(pto) = usada para endereamento analgicoZZ = nmero do ponto

    O endereamento local e/ou remoto das entradas e sadas do SLC 500 decimal.

    Por exemplo: um mdulo de sada digital de 16 pontos, alocado no slot 2, teria seus pontos endereados daseguinte maneira:

    > O:02/00 a O:02/15. Note que primeiro caracter a letra O (Output=sada)O endereamento da Famlia 5 (CLP5/16,CLP5/32 etc), do mesmo fabricante, octal.> O SLC 500 tem capacidade de gerenciar at 30 slots (0 a 29).> A CPU deste CLP deve estar alocada sempre no slot 0 (zero).> Os cabos C3 ou C9 servem para uma interligar dois racks.

    6.1.2 Cabo Paralelo C3 Utilizado quando temos dois racks dentro do mesmopainel. Neste caso, a CPU interpreta como sendo um nicorack para efeitos de endereamento.

    Note que o cabo C3 apenas uma extenso do barramentomultivias do rack.

    6.1.3 Cabo Remote I/O utilizado quando temos dois racks instalados em painis diferentes. A CPU do segundo substituda pelocarto denominado ADAPTADOR e no primeiro rack utiliza-se de um carto especial para comunicaodenominado de SCANNER, que se comunica com este ADAPTADOR.

    Endereamento:X:YY.W W/ ZZ Onde: X = tipo de arquivo (O = sada e l =entrada)

    YY = nmero do slot do scannerWW = n do slot do ponto endereado/ = usada para endereo digitalZZ = nmero do ponto

    XlYY.WW .ZZ Onde: X = tipo de arquivo (O=sada e l=entrada)YY = nmero do slot do scanner

    WW = n slot do canal endereado. = endereamento analgico

    ZZ = nmero do canal

    Neste caso, o endereo do terminal 4 do segundo carto de entrada seriaI:3.2.4, se for entrada analgica ou I:3.2/4 se for digital. O n 3 refere-se ao slot

    onde se encontra o ESCANNER e o ADAPTADOR fica sempre no slot zero, nosegundo Rack, equivalente a CPU.

    Fon

    te

    CP

    U

    I/O

    I/O

    I/O

    Fon

    te

    I/O

    I/O

    I/O

    I/O

    C3

    0 1 2 3 4 0 1 2 3 4

    RemoteI/O

    Fonte

    CPU

    I/O

    I/O

    ESCANNE

    R

    X 0 1 2 3

    Fonte

    Adaptado

    Input

    Input

    Output

    X 0 2 34

    1

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    CLP compilado por Sidney A. Fontoura 30

    +16.383

    -16.384

    0.000

    +3.277

    A/D

    4 a 20mA

    T

    Sensor

    Transmissor

    I:3.0

    15bits

    +20mA

    -20mA

    0mA

    4mA

    EntradaAnalgico

    SadaDigital

    6.2 Conjunto de Instrues do SLC500

    6.2.1 SCLUse esta instruo para efetuar ajuste de escala, de forma a adequar o range de uma varivel aos limites de outravarivel. Se as condies da linha so verdadeiras, a instruo multiplica a origem por uma Taxa especificada. Oresultado arredondado, adicionado a um valor de deslocamento (offset) e enviado para o destino. Voc pode usarendereos indexados ou indiretos para os parmetros de origem ou de destino.

    Suponha um mdulo de entrada analgica 1746-NIO4I, ou similar, cujo conversor A/D de 15bits, com range demedida de -20mA a +20mA, correspondente a -16.384 a +16.384. Ento, o range da converso ser de +3.277 a+16.384 correspondente ao range de 4 a 20mA, respectivamente.

    Estes valores resultantes da converso so de difcil visualizao ede utilizao, tornando conveniente uma converso para uma escalamais adequada (0 a 100% ou o prprio range da unidade medida). Ainstruo SLC apropriada para converses de escala em geral.

    Exemplo: Poderamos utilizar a instruo SCL para converter o sinalde entrada de corrente, que foi convertido em 3.277 a 16.383 (13.106valores) pelo A/D, em outro range de 0 a 32.767 (32.768 valores),correspondente a 0 a 100%, para ser utilizado no bloco de ControlePID, como Varivel de Processo.

    Para tal, devemos determinar os parmetros do bloco de controleSCL. Utilizando-se a equao da reta, a Taxa seria o coeficienteangular (a) e o Offset o coeficiente linear (b).

    Anlise:Coeficiente angular (a) = 32.767 13.107 = 2,5 => a = 2,5 =>

    Coeficiente Linear (b) = 32.767 - 16.384 x 2,5 => b = - 8.192 => !A Origem poderia ser uma entrada analgica e o Destino uma varivel inteira para ser usada.

    varivel de entrada analgica (3.277 a 16.384)contedo desta entrada neste momentocoeficiente angular x 10.000 (2,5000)contedo deste coeficiente neste momentocoeficiente linearvarivel de sadavalor desta varivel neste momento

    "#

    $% &'(

    )

    )

    !)

    *+'

    )

    ,-

    3.2

    77

    32.767

    32.7

    67

    13.107

    Entr.

    13107

    32767=a

    Sada0

    b= -8.192

    baxy +=

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    6.2.2 PIDA instruo PID normalmente controla um loop fechado usando entradas de um mdulo de entrada analgico efornecendo uma sada para um mdulo de sada analgico como uma resposta a uma varivel de processomantida efetivamente em determinado ponto pr-programado. Quanto maior o erro entre o ponto pr-programadoe a entrada da varivel de processo, maior o sinal de sada e vice versa. Um valor adicional (Bias) pode seradicionado sada de controle como um patamar. O resultado do clculo PID (varivel de controle) ir dirigir avarivel de processo que voc est controlando, para o ponto pr-programado.

    A instruo pode ser operada em modo temporizado ou modo STI. No modo temporizado a instruo atualiza suasada periodicamente a uma taxa selecionada pelo usurio (Atualiz Circuito). No modo STI a instruo deve sercolocada em uma subrotina de interrupo STI. Desta forma, ela atualiza sua sada a cada vez que a subrotinaSTI executada. O intervalo de tempo STI e a taxa de atualizao do loop PID devem ser da mesma ordem paraque a equao seja executada adequadamente.

    Normalmente, voc coloca a instruo PID em uma linha sem lgica condicional, como mostrado acima. A sadapermanece no seu ltimo valor se a linha for falsa. O termo integral tambm zerado quando a linha falsa.

    Durante a programao voc fornece os endereos do Bloco de Controle, da Varivel do Processo e da Varivelde Controle, aps ter colocado a instruo PID em uma linha. A instruo no permite valores de ponto flutuantepara nenhum de seus parmetros. Portanto, se voc tentar mover um ponto flutuante para um dos parmetrosPID, usando lgica de contatos, o valor convertido para inteiro.

    Bloco de Controle um arquivo que armazena os dados necessrios para operar a instruo. O comprimentodo arquivo fixo em 23 palavras e deve ser fornecido como um endereo de arquivo inteiro. No grave emendereos de bloco de controle com outras instrues no seu programa. Apenas o ponto pr-programado osseguintes sinalizadores de instruo PID podem ser ativados ou zerados por seu programa de contatos:

    SP (ponto pr-programado) Palavra 2 do Bloco de ControleTM (bit de modo temporizado) Palavra 0 do Bloco de Controle, bit 0AM (bit auto/manual) Palavra 0 do Bloco de Controle, bit 1CM (bit modo de controle) Palavra 0 do Bloco de Controle, bit 2OL (bit ativar limitao de sada) Palavra 0 do Bloco de Controle, bit 3

    Aviso! No altere o estado de nenhum valor de bloco de controle PID a menos que voc entenda perfeitamentesua funo e efeitos relacionados em seu processo. Uma operao inesperada pode resultar em possveis danosao equipamento e/ou ferimentos pessoais.

    Nota: utilize um arquivo de dados exclusivo para conter os blocos de controle PID. Isso evita reutilizao acidentaldos endereos do bloco de controle PID por outras instrues no seu programa.

    Comprimento do Bloco de Controle - Especifica um arquivo inteiro, por exemplo N7:0. O comprimento do arquivo fixo de 23 palavras.

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    Varivel de Processo PV - O endereo de elemento que armazena o valor de entrada do processo. Esseendereo pode ser o local da palavra de entrada analgica onde o valor do A/D de entrada armazenado. Essevalor tambm pode ser um valor inteiro se voc preferir pr-escalar seu valor de entrada para a faixa 0-16383.

    Varivel de Controle CV - O endereo de elemento que armazena a sada da instruo PID. A faixa do valor desada vai de 0 a 16383, em que 16383 100% do valor ON. Esse normalmente um valor inteiro, e voc podeescalar a faixa de sada PID para a faixa analgica especfica que seu aplicativo requer.

    ParmetrosArquivo PID - (MicroLogix 1200 e 1500 somente) Especifica um arquivo PID. Se voc ainda no tiver definido umtipo de arquivo PD entre os seus arquivos de dados, ele ser criado para voc. O comprimento do arquivo fixode 23 palavras. O arquivo PD substitui o antigo bloco de controle de arquivo de inteiros.

    Comprimento do Bloco de Controle - (No vlido com o MicroLogix 1200 ou 1500) Especifica um arquivo deinteiros, por exemplo N7:0. O comprimento do arquivo fixo de 23 palavras.

    Varivel de Processo PV - O endereo de elemento que armazena o valor de entrada do processo. Esseendereo pode ser o local da palavra de entrada analgica onde o valor do A/D de entrada armazenado. Voctambm pode fornecer um endereo inteiro se escolher pr-escalar seu valor de entrada para a faixa 0-16383.

    Varivel de Controle CV - O endereo de elemento que armazena a sada PID. A faixa do valor de sada vai de 0a 16383, com 16383 sendo 100% do valor "ON". Esse normalmente um valor inteiro, e voc pode escalar a faixade sada PID para a faixa analgica particular que seu aplicativo requerer.

    A Palavra de Controle 0, bits 7 (DA - bit de Ao de Taxa Derivativa) e 4 (RG - bit Redefinir e Realar Taxa deGanho) aplicam-se somente aos processadores SLC 5/03, SLC 5/04 e SLC 5/05 e ao MicroLogix 1500.

    BLOCO DE CONTROLE15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

    Palavra 0 EN DN PV SP LL UL DB DA TF SC RG OL CM AM TMPalavra 1 Sub Cdigo de Erro PID (MSB)Palavra 2 Ponto Pr-programado SPPalavra 3 Ganho KcPalavra 4 Redefinir Ti

    Palavra 5 Taxa TdPalavra 6 Polarizao FrentePalavra 7 Ponto Pr-programado Mximo (Smax)Palavra 8 Ponto Pr-programado Mnimo (Smin)Palavra 9 Banda mortaPalavra 10 APENAS PARA USO INTERNO - NO ALTERE!!Palavra 11 Sada Mx.Palavra 12 Sada MnimaPalavra 13 Atualizar CircuitoPalavra 14 Varivel de Processo EscaladaPalavra 15 Erro de Escala SEPalavra 16 CV% de Sada (0-100%)Palavra 17 Soma Integral MSWPalavra 18 Soma Integral LSW

    Palavra 19 Termo Derivado Alterado (palavra Baixa)Palavra 20 Termo Derivado Alterado (palavra Alta)Palavra 21 Hora da ltima AtualizaoPalavra 22 Valor Anterior do Ponto Pr-programado

    As constantes de Ganho Padro so:Termo Faixa (Inferior para Superior) AOGanho do Controlador 0,1 a 25,5 (sem dimenso) 0,01 a 327,67 (sem dimenso)* ProporcionalRedefinir Termo 25,5 a 0,1 (minutos por repetio) 327,67 a 0,01 (minutos por repetio)* IntegralTermo de Razo 0,01 a 2,55 (minutos) 0,01 a 327,67 (minutos)* Derivativo

    * Aplica-se as faixas PID do 5/03, 5/04 e 5/05 quando os bits Redefinir e Ganho (RG) so ativados (1).

    O termo derivativo (taxa) suaviza o sinal atravs de um filtro passa-baixas. A freqncia de corte do filtro 16 vezes maior que a freqncia decorte do termo derivativo. Ou seja: para TD = 0,1 min a freqencia de corte seria 0,1 x 60/16 = 0,375s => f = 2,7Hz

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    77 EEXXEERRCCCCIIOOSS RREESSOOLLVVIIDDOOSS CCOOMM SSLLCC5500007.1 CRUZAMENTO COM CONTROLE DE FLUXO DE VECULOS

    Em um cruzamento de duas ruas, deseja-se instalar um semforoque se ajuste automaticamente ao fluxo de carros das mesmas.

    Para tal, foi instalado, em cada uma delas, um sensor capaz decontar o fluxo de veculos.

    O tempo total de ciclo do semforo ser de 86s, sendo que cadasinaleiro Amarelo ficar 3s aceso. O tempo de amostragem, paradeterminao do Fluxo, ser de 60 s. De forma que: se ao final de1min fosse contabilizado 20 carros na rua A e 5 na rua B, os temposdos sinaleiros verde e vermelho da rua A e B seriamrespectivamente, 20/(20+5) = 0,8 e 0,2 ou seja 80% do tempo naRua A e 20% na B.

    O ciclo total desejado de 86s, onde 6s referente aos doissinaleiros Amarelo. Portanto, os tempos de ciclo dos sinaleiros

    verde e vermelho somam 80s. Neste exemplo, o sinaleiro verdeficaria 0,8 x 80 = 64s e o vermelho 80 - 64 = 16s, enquanto que osamarelos no se alterariam, permanecendo 3s cada.

    Se o valor calculado para uma das ruas for maior que zero e menorque 3s, ser assumido o tempo mnimo de 3s.

    NOTA: haver determinados momentos (de madrugada por exemplo) em que o n de carros contabilizados nasduas ruas ser zero. Neste caso, se o CLP efetuasse o clculo de fluxo ocorreria uma diviso por zero que travariao sistema, como numa calculadora. Sendo assim, ser necessrio que ele se certifique que isto no estejaocorrendo antes de se efetuar o clculo. Caso esteja ocorrendo, apenas os sinaleiros amarelos devem piscar e auma frequncia de 1Hz.

    Layout:Desenvolva um programa LADDER para oSLC500 para efetuar o controle do mesmo.

    SENSOR DEPRESENA

    SENSOR DEPRESENA

    Rua A

    O:2 /0

    O:2/1

    O:2/2

    O:2/3

    O:2/4

    O:2/5

    Rua B

    T4:0 T4:1 T4:2

    T4:3 - Reinicia

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    CLP compilado por Sidney A. Fontoura 34

    O programa dever controlar automaticamente os dois semforos do cruzamento. Um tempo de amostragem deveser disparado ao se energizar o sistema e os contadores de carros (C5:0 e C5:1) das ruas A e B ficam ativos. Aofinal deste tempo de amostragem, o sistema calcula a intensidade dos trfegos das ruas e atribui um valor detempo proporcional a abertura dos respectivos semforos, em funo do ciclo total dos dois semforos. Ao terminodesta operao, os contadores de carros, assim como ele prprio, so reiniciados. Caso a contagem total decarros seja nula, o clculo de tempo no realizado e apenas os sinaleiros amarelos passam piscando numafrequencia de 1hz.Favor inserir uma chave que permita escolher entre esta opo, de piscar as lmpadas amarelas e outra demanter acesas as lmpadas vermelhas. Nesta segunda opo, o contador que detectar o primeiro carro acionaimediatamente o sinaleiro verde daquela rua, por um tempo de 10s.

    PROGRAMA BASICO

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    7.2 Semforos de Cruzamentos sincronizados

    Adicione mais um semforo de um segundo cruzamento, localizado cerca de 100m deste. A velocidade no local de 40 Km/h e novo semforo dever ser sincronizado com este primeiro

    Soluo:Repete-se o programa do semforo de cruzamento anterior, modifica-se este segundo com novas sadas etemporizadores. Insere-se uma linha contendo um temporizador de 9s cujo contato inserido em srie com ocontato de reincio de ciclo deste novo semforo. Desta forma, se necessitar inserir mais um cruzamento, bastausar o mesmo procedimento.

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    7.3 MQUINA DE ENVASE

    Desenvolver um programa para o controle e contabilizao da produo da mquina de envase descrita napg. 19 desta apostila, considerando o uso de um CLP SLC500, com a seguinte configurao:

    Slot 0: 1747-L532C/D 5/03 - 16K Memria OS302Slot 1: 1746-IB16 Entrada 16 (SINK) 24 VDCSlot 2: 1746-OW16 Sada 16 (RLY) 240 VAC

    Atividades a serem desenvolvidas:1) O Diagrama eltrico de comando e de fora, utilizando de uma ferramenta de editorao grfica.2) O Roteiro funcional, com mais detalhes que a proposta exibida.3) O Programa de controle em linguagem LADDER, com todos os ttulo e descries pertinentes.

    Observaes:Os cilindros pneumticos so do tipo avano por mola. Quando energizados, recolhem o mbolo, abrindo orespectivo flap.

    Todos os sensores so com sada PNP e ao saturar envia +24V para a entrada do CLP; sendo que:

    Os Sensores NMax e NMin so ticos, de Reflexo e NA ao detectarem produto, energizam as suasrespectivas entradas do CLP.

    O Sensor CxaPos, tico, de barreira e NF quando a caixa cobre o feixe de luz, ele energiza aentrada do CLP.

    O Sensor CxaCheia, Capacitivo e NA ao detectar produto na caixa, energiza a entrada do CLP.

    As botoeiras de partida e parada, assim como a chave para reiniciar a produo, so do tipo NA.

    PROGRAMA LADDER BSICO:

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    CLP compilado por Sidney A. Fontoura 37

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    88 AANNEEXXOO11 CCaabboo ddee CCoommuunniiccaaoo RRSS2233228.1 Cabo de Comunicao entre o SLC500 e o Computador (1747 Cp3).

    Padro RS232, full duplex, duas fmeas (DTE-DTE)As cores das conexes so apenas ilustrativas.

    Null-Modem Cable with Full

    Handshaking, two femaleConnectors, DTE-DTEConnection

    9-pin D-shell 9-pin D-shell fmea/fmea 1 DCD DCD 1KFD com computador or scaner 2 RXD TXD 3SLC com computador. 3 TXD RXD 2Usado quando no esta em rede 4 DTR DSR 6

    5 COM COM5Null-Modem Cable with Full 6 DSR DTR 4Handshaking, two female 7 RTS CTS 8Connectors, DTE-DTE 8 CTS RTS 7

    SLC 5/03 INPUT OUTPUT I/O

    ALLEN BRADLEYALLEN BRADLEY

    1

    2

    3

    4

    59

    8

    7

    6 1

    2

    3

    4

    59

    8

    7

    6

    Com

    utador

    CLP

    ConectoresDB9 fmea

    1 2 3 4 5

    6 7 8 9

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    39/39

    99 GGaabbaarriittoo1 D2 D3 C4 E5 B

    6 E7 D8 B9 D10 B11 D12 E13 E14 D15 D16 A17 E18 B

    19 A