Apostila automacao-senai-pe

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    AUTOMAO

    Controladores Lgicos Programveis

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    Federao das Indstrias do Estado de Pernambuco Presidente Jorge Wicks Crte Real Departamento Regional do SENAI de Pernambuco Diretor Regional Antnio Carlos Maranho de Aguiar Diretor Tcnico Uaci Edvaldo Matias Silva Diretor Administrativo e Financeiro Heinz Dieter Loges Ficha Catalogrfica 681.326 SENAI.DR.PE. Automao Controladores Lgicos Programveis. S474c Recife, 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

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    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

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    APRESENTAO

    O tema Automao Industrial, tratado nesta apostila, hoje um importante campo de atuao, para o qual convergem significativos avanos cientficos e tecnolgicos.

    Olhando ao nosso redor podemos identificar, sem dificuldade, as inmeras 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 numa velocidade impensvel h anos atrs. Voc ter, ento, um espao vastssimo para continuar estudando e aprendendo.

    Nos captulos iniciais apresentamos um pouco da histria da automao e contedos bsicos como: sistemas numricos aplicveis e os dispositivos de entrada/sada: sensores, botoeiras, chaves fim de curso, pressostatos, rels trmicos, contatores, bobinas, sinaleiras, dentre outros.

    Por fim, abordamos o software STEP7 Micro/Win, seus ambientes de navegao, componentes e suas principais aplicaes na indstria.

    Leia os textos com muita ateno, procure respostas para as questes e exerccios que lhe sero colocados, reflita sobre eles, pesquise, indague; enfim aproveite todas as oportunidades para saber mais.

    Bons estudos!

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    INTRODUO

    Durante a dcada de 50, os dispositivos eletromecnicos foram os recursos mais utilizados para efetuar controles lgicos e de intertravamentos nas linhas de produo e em mquinas isoladas. Tais dispositivos, baseados principalmente em rels, tinham especial importncia na indstria automobilstica em que a complexidade dos processos produtivos envolvidos exigia, frequentemente, instalaes em painis e cabines de controle com centenas de rels e, conseqentemente, um nmero maior ainda de interconexes deles.

    Tais sistemas de controle, apesar de funcionais, apresentavam problemas de ordem prtica bastante relevante. Como as instalaes possuam uma grande quantidade de elementos, a ocorrncia de uma falha qualquer significava o comprometimento de vrias horas, ou mesmo dias de trabalho de pesquisa e correo do elemento faltoso. Alm disto, pelo fato de os rels apresentarem dimenso fsica elevada, os painis ocupavam grande espao, o qual deveria ser protegido contra umidade, aquecimento, gases inflamveis, oxidao, poeira, etc.

    Outro fator ainda comprometedor das instalaes a rels era o fato de que, como a programao lgica do processo controlado era realizada por interconexes eltricas com lgica fixa (hardwired)1, eventuais alteraes na mesma exigiam interrupes no processo produtivo, a fim de se reconectarem os elementos. Interrupes estas nem sempre bem-vindas na produo industrial. Como conseqncia, tornava-se obrigatria a atualizao das listas de fiao como garantia de manter a documentao do sistema. Com o advento da tecnologia de estado slido, desenvolvida, a princpio, em substituio s vlvulas a vcuo, alguns dispositivos transistorizados foram utilizados no final da dcada de 50 e incio dos anos 60, sendo que tais dispositivos reduziam muitos dos problemas existentes nos rels. Porm, foi com o surgimento dos componentes eletrnicos integrados em larga escala,

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    que novas fronteiras se abriram ao mundo dos computadores digitais e, em especial, s tecnologias para a automao industrial. Assim, a primeira experincia de um controle de lgica que permitisse a programao por recursos de software foi realizada em 1968, na diviso de hidramticos da GM (General Motors). Aliado ao uso de dispositivos perifricos, capazes de realizar operaes de entrada e sada, um minicomputador com sua capacidade de programao pode obter vantagens tcnicas de controle que suplantaram o custo que tal implementao representou na poca. Iniciava-se a era dos controladores de lgica programvel. Essa primeira gerao de CLP, como poderia ser denominada, recebeu sensveis melhorias com o advento dos microprocessadores ocorrido durante os anos 70. Assim, no se tornava necessrio o uso de computadores de grande porte, tornando-o uma unidade isolada. Foram adicionados ainda recursos importantes, tais como interfaces de operao e programao facilitadas ao usurio, instrues aritmticas e de manipulao de dados poderosas, recursos de comunicao por meio de redes de CLP, possibilidades de configurao especfica a cada finalidade, por meio de mdulos intercambiveis, dentre outras inmeras vantagens encontradas nos modelos comerciais que esto atualmente disponveis. No Brasil, porm, na dcada de 80, que o CLP veio a proliferar na indstria, primeiramente pela absoro de tecnologias utilizadas nas matrizes das multinacionais. Atualmente, com a crescente reduo no custo do CLP, observa-se o incremento de sua utilizao nas indstrias em geral, independente de seu porte ou ramo de atividades.

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    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 dispositivos eletrnicos, passaremos pelas portas lgicas e finalizaremos com os tipos de memria encontrados nos PLC. Automatizao e Automao

    O termo automatizao se difundiu desde a construo das primeiras mquinas e se consolidou com a revoluo industrial, portanto, a automatizao est indissoluvelmente ligada sugesto de