Apostila Automacao e Controle - 10

Universidade do Sul de Santa Catarina UNISUL Curso: Tecnlogo em Eletroeletrnica Disciplina: Instrumentao Industrial Semestre curricular: 2004/A Professor: Edcarlo da Conceio

Apostila de Automao e Controle

Tubaro, fevereiro de 2004.

Automao e Controle_____________________________________________________ 1 - INTRODUO DA AUTOMAO Voc j reparou que a automao faz parte do dia-a-dia do homem moderno? Pela manh, o rdio-relgio automaticamente dispara o alarme para acord-lo e comea a dar as notcias do dia. Nessa mesma hora, algum esquenta o po para o caf da manh numa torradeira eltrica, ajustando o tempo de aquecimento. Na sala, uma criana liga o videocassete, que havia sido programado para gravar seu programa infantil predileto da semana anterior. Quando a casa esquenta pela incidncia dos raios solares, o ar condicionado insufla mais ar frio, mantendo a temperatura agradvel. Esses simples fatos evidenciam como a automao faz parte da vida cotidiana.

1.1 - CONCEITO Automao um sistema de equipamentos eletrnicos e/ou mecnicos que Controlam seu prprio funcionamento, quase sem a interveno do homem. Automao diferente de mecanizao. A mecanizao consiste simplesmente no uso de mquinas para realizar um trabalho, substituindo assim o esforo fsico do homem. J a automao possibilita fazer um trabalho por meio de mquinas controladas automaticamente, capazes de se regularem sozinhas.

1.2 - DESENVOLVIMENTO DA AUTOMAO As primeiras iniciativas do homem para mecanizar atividades manuais ocorreram na pr-histria. Invenes como a roda, o moinho movido por vento ou fora animal e as rodas dgua demonstram a criatividade do homem para poupar esforo. Porm, a automao s ganhou destaque na sociedade quando o sistema de produo agrrio e artesanal transformou-se em industrial, a partir da segunda

Tecnlogo em Eletroeletrnica_____________________________________________

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Automao e Controle_____________________________________________________ metade do sculo XVIII, inicialmente na Inglaterra. Os sistemas inteiramente automticos surgiram no incio do sculo XX. Entretanto, bem antes disso foram inventados dispositivos simples e semi-automticos.

1.3 - COMPONENTES DA AUTOMAO A maioria dos sistemas modernos de automao, como os utilizados nas indstrias automobilstica e petroqumica e nos supermercados, extremamente complexa e requer muitos ciclos de realimentao. Cada sistema de automao compe-se de cinco elementos: acionamento: prov o sistema de energia para atingir determinado objetivo. o caso dos motores eltricos, pistes hidrulicos etc.; sensoriamento: mede o desempenho do sistema de automao ou uma propriedade particular de algum de seus componentes. Exemplos: termopares para medio de temperatura e encoders para medio de velocidade; controle: utiliza a informao dos sensores para regular o acionamento. Por exemplo, para manter o nvel de gua num reservatrio, usamos um controlador de fluxo que abre ou fecha uma vlvula, de acordo com o consumo. Mesmo um rob requer um controlador, para acionar o motor eltrico que o movimenta; comparador ou elemento de deciso: compara os valores medidos com valores preestabelecidos e toma a deciso de quando atuar no sistema. Como exemplos, podemos citar os termostatos e os programas de computadores; programas: contm informaes de processo e permitem controlar as interaes entre os diversos componentes.


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Automao e Controle_____________________________________________________

1.4 - CLASSIFICAO A automao pode ser classificada de acordo com suas diversas reas de aplicao. Por exemplo: automaes bancrias, comerciais, industriais, agrcolas, de comunicaes, transportes. A automao industrial pode ser desdobrada em automao de planejamento, de projeto, de produo. Essa automao pode ser classificada tambm quanto ao grau de flexibilidade. A flexibilidade de um sistema de automao depende do tipo e da quantidade do produto desejado. Isto significa que quanto mais variados forem os produtos e menor a sua quantidade, mais flexvel ser o sistema de automao. O quadro a seguir apresenta uma classificao de tipos de processo e de produo e respectivos sistemas de produo.


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Automao e Controle_____________________________________________________ 1.5 - APLICAES DA AUTOMAO Para fixar os conceitos at aqui explicados, damos a seguir o exemplo de um sistema automtico de controle de fluxo de pessoas em academias de ginstica. Este sistema tem um leitor ptico laser e um computador digital de alto desempenho. Quando um associado quer utilizar a academia, passa um carto pessoal, com um cdigo de barras, pelo leitor ptico (elemento sensor). O dado de entrada convertido em sinais eltricos e enviado ao computador. O cliente identificado (programa). Caso sua situao esteja em ordem (pagamento de mensalidades, exame mdico etc.), o computador envia um sinal para liberao da catraca (elemento de acionamento) e em seguida registra a ocorrncia num banco de dados, para consultas posteriores. 1.5.1 - OUTRAS APLICAES O desenvolvimento de elementos sensores cada vez mais poderosos e o baixo custo do hardware computacional vm possibilitando aplicar a automao numa vasta gama de equipamentos e sistemas. Por exemplo: 1.6 - PRODUTOS DE CONSUMO Eletroeletrnicos, como videocassetes, televisores e microcomputadores. Carros com sistemas de injeo microprocessada, que aumentam o desempenho e reduzem o consumo de combustvel. Indstrias mecnicas Robs controlados por computador. CAD/CAM, que integra ambientes de projeto e manufatura. CNC. Bancos Caixas automticos.


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Automao e Controle_____________________________________________________ Comunicaes Chaveamento de chamadas telefnicas. Comunicaes via satlite. Telefonia celular. Correios. Transportes Controle de trfego de veculos. Sistemas de radar. Pilotos automticos. Sistemas automticos de segurana. Medicina Diagnstico e exames. 1.7 - O IMPACTO DA AUTOMAO NA SOCIEDADE O processo de automao em diversos setores da atividade humana trouxe uma srie de benefcios sociedade. A automao geralmente reduz custos e aumenta a produtividade do trabalho. Este aumento possibilita mais tempo livre e melhor salrio para a maioria dos trabalhadores. Alm disso, a automao pode livrar os trabalhadores de atividades montonas, repetitivas ou mesmo perigosas. O esquadro antibomba da polcia americana, por exemplo, dispe de robs para detectar e desarmar bombas e reduzir riscos de acidentes com exploses inesperadas. Apesar dos benefcios, o aumento da automao vem causando tambm srios problemas para os trabalhadores: aumento do nvel de desemprego, principalmente nas reas em que atuam profissionais de baixo nvel de qualificao; a experincia de um trabalhador se torna rapidamente obsoleta; muitos empregos que eram importantes esto se extinguindo: o que vem ocorrendo com as telefonistas, perfeitamente substituvel por centrais de telefonia automticas;


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Automao e Controle_____________________________________________________ aumento das ausncias no trabalho, falta de coleguismo, alcoolismo ou consumo de drogas, que alteram o comportamento dos indivduos no ambiente de trabalho. De certa forma, esse processo de alienao deriva do sentimento de submisso do trabalhador mquina, da falta de desafios. Esses problemas, no entanto, podem ser solucionados com programas contnuos de aprendizagem e reciclagem de trabalhadores para novas funes. Alm disso, as indstrias de computadores, mquinas automatizadas e servios vm criando um nmero de empregos igual ou superior queles que foram eliminados no setor produtivo. 1.8 - NOES DE CONTROLE DE PROCESSO Introduo O controle automtico tem representado um papel vital no avano da engenharia e da cincia, alm de sua estrema importncia em sistemas de veculos espaciais, msseis guiados. Pilotagem de avies, robticos e outros mais. o controle automtico tornou-se uma parte importante e integral dos modernos processos industriais e de fabricao. Ele tambm essencial em operaes industriais tais como controle de posio, velocidade, presso, temperatura, umidade, viscosidade e fluxo em processos industriais. 1.8.1 - CONCEITOS UTILIZADOS EM CONTROLE

Sistemas:

Um sistema uma combinao de componentes que atuam

conjuntamente e realizam um certo objetivo.

Perturbaes (ou distrbios): Uma perturbao um sinal que tende a afetaradversamente o valor da sada do sistema.

Sistemas de controle realimentados: Um sistema que mantm uma relaoprescrita entre a sada e alguma entrada de referncia comparando-as e utilizando a diferena como um meio de controle.


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Automao e Controle_____________________________________________________ Exemplo:

Conceitos utilizados em controle

Servossistemas:

Um servossistema (ou servomecanismo) um sistema de

controle realimentado que controla, alguma posio mecnica, velocidade ou acelerao. Portanto, os termos servossistema e sistema de controle de posio (ou de velocidade, ou de acelerao) so sinnimos.

Sistemas de controle em malha fechada: Em um sistema de controle em malhafechada, o sinal de erro atuante, que a diferena entre o sinal de entrada e o sinal realimentado (sada). introduzido no controlador de modo a reduzir o erro e trazer a sada do sistema a um valor desejado. O termo controle de malha fechada sempre implica o uso de ao de controle realimentado a fim de reduzir o erro do sistema. Exemplo


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Sistemas de controle em malha aberta: Aqueles sistemas em que a sada notem nenhum efeito sobre a ao de controle so chamados sistemas de controle em malha aberta. Em outras palavras, em um sistema de controle em malha aberta sada no medida nem realimentada para comparao com a entrada. Ex: Mquina de Lavar Roupa

1.8.2 - MALHA FECHADA X MALHA ABERTA

Nos sistemas em malha fechada, o fato de que o uso da realimentao torna aresposta do sistema relativamente insensvel a distrbios externos;

Deve ser enfatizado que. para sistemas nos quais as entradas so conhecidasantecipadamente e nas quais no h distrbios. aconselhvel usar controle em malha aberta

Os

sistemas de controle em malha fechada possuem vantagens somente

quando distrbios imprevisveis e/ou variaes imprevisveis nos componentes do sistema esto presentes

O nmeroaberta.

de componentes usados em um sistema de controle em malha

fechada maior do que o de um correspondente sistema de controle em malha


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O sistema de controle em malha fechada geralmente de custo e potncia maisaltos.

Regulador de WATT O Sistema Controlado o motor e a varivel controlada a velocidade do motor. A diferena entre a velocidade desejada e a velocidade real o sinal de erro. O sinal de controle (a quantidade de combustvel) a ser aplicado ao motor o sinal atuante. A entrada externa para perturbar a varivel controlada a perturbao (distrbio). Uma mudana inesperada na carga uma perturbao.

MALHA ABERTA

Tecnlogo em Eletroeletrnica_____________________________________________ 10


MALHA FECHADA 1.9 - AES BSICAS DE CONTROLE

Controladores de duas Posies ou Liga-Desliga (ON-OFF)

Controladores Proporcionais; Utilizam o valor de erro e tentam compensar este valor com um valor proporcional ao mesmo;

Controladores Proporcional, Integral e Derivativo;Ao Integral: A ao integral resumidamente atua no sistema de forma a anular o erro em regime permanente. Ao Derivativa: A ao derivativa atua no sistema de forma a obter um controlador com alta sensibilidade. Este controle antecipa o erro atuante e inicia uma ao corretiva.


Automao e Controle_____________________________________________________ 2 HISTRICO DO PLC Em 1968 cientes das dificuldades encontradas na poca para se implementar controles lgicos industriais. David Emmett e William Stone da General Motors Corporation solicitaram aos fabricantes de instrumentos de controle que desenvolvessem um novo tipo de controlador lgico que incorporasse as seguintes caractersticas:

Ser facilmente programado e reprogramado para permitir que a seqncia deoperao por ele executada pudesse ser alterada, mesmo depois de sua instalao;

Ser

de

fcil

manuteno,

preferencialmente

constitudo

de

mdulos

interconectveis;

Ter condies de operarem ambientes industriais com maior confiabilidade queos painis de rels;

Ser fisicamente menor que os sistemas de rels; Ter condies de ser interligado a um sistema central de coleta de dados; Ter um preo competitivo com os sistemas de rels e de estado-slido usadosat ento. Esse equipamento recebeu o nome de "Controlador Lgico Programvel CLP ou PLC. O primeiro prottipo desenvolvido dentro da General Motors funcionava satisfatoriamente, porm foi utilizado somente dentro da empresa. A primeira empresa que o desenvolveu, iniciando sua comercializao foi a MODICON (Indstria Norte-Americana). Os primeiros Controladores Programveis eram grandes e caros. S se tornando competitivos para aplicaes que equivalessem a peio menos 150 rels.


Automao e Controle_____________________________________________________ 2.1 - PRINCIPAIS FABRICANTES: Klocner Moeller Altus Atos Allen Bradley WEG Aromat Siemens 2.2 - CONCEITOS BSICOS 2.2.1 - CARACTERSTICAS DAS ENTRADAS E SADAS - E/S Para que as CPU' dos PLC' possam realizar as suas funes de controle, s s elas precisam receber informaes do campo. Para que estas informaes cheguem at a CPU, existem mdulos de entrada e sada, ou seja, mdulos que serviro de interface entre a CPU e os sinais provenientes do processo a ser controlado. Estes mdulos servem para tornar compatveis os nveis de sinais de tenso e corrente que so provenientes dos sensores de campo, com o nvel de sinal com o qual a CPU pode receber suas informaes. A sada digital basicamente pode ser de quatro tipos: transistor, triac, contato seco e TTL podendo ser escolhido um ou mais tipos. A entrada digital pode se apresentar de vrias formas, dependendo da especificao do cliente, contato seco, 24 VCC, 110 VCA, 220 VCA, etc. A sada e a entrada analgicas podem se apresentar em forma de corrente (4 a 20 mA, 0 a 10 mA, 0 a 50 mA), ou tenso (1 a 5 Vcc, 0 a 10 VCC, -10 a 10 VCC etc). Em alguns casos possvel alterar o ranger da atravs de software.


Automao e Controle_____________________________________________________ 2.2.2 - MDULOS DE ENTRADA Os mdulos de entrada so interfaces entre os sensores localizados no campo e a lgica de controle de um controlador programvel. Considera-se cada sinal recebido pelo CLP, a partir de dispositivos ou componente externos como um ponto de entrada. Ex: Micro-Chaves, Botes, termopares, rels etc. Estes mdulos so constitudos de cartes eletrnicos, cada qual com capacidade para receber em certo nmero de variveis. Pode ser encontrada uma variedade muito grande de tipos de cartes, para atender as mais variadas aplicaes nos ambientes industriais. Mas apesar desta grande variedade, os elementos que informam a condio de grandeza aos cartes, so do tipo: ELEMENTO DISCRETO: As grandezas fsicas, as quais so atribudos unicamente dois valores ou nveis chamamos de grandezas binrias. Trabalha com dois nveis definidos. Por exemplo: Contato aberto-contato fechado / nvel baixo-nvel alto. ELEMENTO ANALGICO: Um sinal analgico a representao de uma grandeza que pode assumir no decorrer do tempo, qualquer valor entre dois limites determinados. Trabalha dentro de uma faixa de valores. Por exemplo: A tenso proporcional temperatura entregue por um termoelemento.


Automao e Controle_____________________________________________________ 2.2.2.1 - ELEMENTOS DISCRETOSBOTO CHAVE PRESSOSTATO FLUXOSTATO TERMOSTATO FIM DE CURSO TECLADO CHAVE BCD FOTOCLULA OUTROS

CARTES DISCRETOS UCP

Entradas Digitais: Somente possuem dois estados

A entrada digital com fonte externa o tipo mais utilizado, tambm neste caso a caracterstica da fonte de alimentao externa depender da especificao do mdulo de entrada. Observe que as chaves que acionam as entradas situamse no campo.

CAMP

ENTRADA 1 ENTRADA 2

PS

fontCOMUMTecnlogo em Eletroeletrnica_____________________________________________ 15

Automao e Controle_____________________________________________________ As entradas dos CLPs tm alta impedncia e por isso no podem ser acionadas diretamente por um triac, como o caso do acionamento por sensores a dois fios para CA, em razo disso necessrio, quando da utilizao deste tipo de dispositivo de campo, o acrscimo de uma derivao para a corrente de manuteno do tiristor. Essa derivao consta de um circuito resistivo-capacitivo em paralelo com a entrada acionada pelo triac, cujos valores podem ser encontrados nos manuais do CLP, como visto abaixo.

CAMP

ENTRADA 1

sensor indutivo 2 fios

FONTE

COMUM

Se for ser utilizado um sensor

capacitivo, indutivo, ptico ou indutivo

magntico, sada transistor com alimentao de 8 a 30 VCC, basta especificar um carto de entrada 24 VCC comum negativo ou positivo dependendo do tipo de sensor, e a sada do sensor ser ligada diretamente na entrada digital do CLP. A entrada digital do tipo contato seco fica limitada aos dispositivos que apresentam como sada a abertura ou fechamento de um contato. bom lembrar que em alguns casos uma sada do sensor do tipo transistor tambm pode ser usada, esta informao consta no manual de ligao dos mdulos de entrada. 2.2.2.2 - ELEMENTOS ANALGICOS Entradas Analgicas: Possuem um valor que varia dentro de uma determinada faixa. (0 10V, -10 10V, 0 20mA e 4 a 20mA) .



TRANSMISSORES

C.A. C.A. C.A. C.A. C.A. C.A.UCP

TACO GERADOR

TERMOPAR

TERMO

SENSOR DE POSIO

OUTROS

A entrada analgica em corrente implementada diretamente no transmissor como mostra o diagrama. A entrada analgica em tenso necessita de um shunt para a converso do

CAMPO

ENTRADAENTRADA

P

T

2

fonte

COMUMvalor de corrente em tenso, como mostra o diagrama O valor do resistor shunt depender da faixa de sada do transmissor e da faixa de entrada do ponto analgico. Para tal clculo utiliza-se a lei de ohm ( R = V / I).

CAMP PT font

ENTRAD ENTRAD

COMUMTecnlogo em Eletroeletrnica_____________________________________________ 17

Automao e Controle_____________________________________________________ 2.2.3 - MDULOS DE SADA Os mdulos de sada so elementos que fazem a interface entre o processador e os elementos atuadores. Estes mdulos so constitudos de cartes eletrnicos, com capacidade de enviar sinal para os atuadores, resultante do processamento da lgica de controle. Os cartes de sada iro atuar basicamente dois tipos: ATUADORES DISCRETOS: Pode assumir dois estados definidos.

ATUADORES ANALGICOS: Trabalha dentro de uma faixa de valores. 2.2.3.1 - ATUADORES DISCRETOS

UCP

CARTES DISCRETOS

VLVULA SOLENIDE CONTATOR SINALIZADOR REL SIRENE DISPLAY OUTROS


Automao e Controle_____________________________________________________ Ponto de Sada: Considera-se cada sinal Produzido pelo CLP, para acionar dispositivos ou componentes do sistema de controle constitui um ponto de sada. Ex: Lmpadas, Solenides, Motores. De acordo com o tipo de elemento de comando da corrente das sadas, estas apresentam caractersticas que as diferem como as seguintes: - sada a TRANSSTOR promove comutaes mais velozes, mas s comporta cargas de tenso contnua; - sada a TRIAC tem maior vida til que o tipo a contato seco, mas s pode acionar cargas de tenso alternada; - sada a CONTATO SECO pode acionar cargas alimentadas por tenso tanto contnua quanto alternada. A ligao dos circuitos de entrada e ou sada relativamente simples, dependendo apenas do tipo em questo. A seguir vm-se os diagramas de ligao dos vrios tipos. As sadas digitais independentes possuem a vantagem de poder acionar no mesmo mdulo cargas de diferentes fontes sem o risco de interlig-las. Apresentam a desvantagem de consumir mais cabos.

CAMPcarga SADAS DIGITAIS INDEPENDENTES sada 1 fonte

carga sada 2 fonte

As sadas digitais com ponto comum possuem a vantagem de economia de cabo. Se neste tipo de sada for necessrio acionar cargas com fontes incompatveis entre si, ser necessria a utilizao de rels cujas bobinas se energizem com as sadas do CLP e cujos contatos comandem tais cargas.


Automao e Controle_____________________________________________________ Sadas Digitais: Somente possuem dois estados

2.2.3.2 - ATUADORES ANALGICOS

UCP

CARTES ANALGIC OS

POSICIONADOR CONVERSOR INDICADOR VLVULA PROPORCIONAL ATUADOR ELTRICO OUTROS

Sadas Analgicas: Possuem um valor que varia dentro de uma determinada faixa. (0 10V, -10 10V, 0 20mA e 4 a 20mA)


Automao e Controle_____________________________________________________ 2.2.4 - Bus BUS o elemento de interligao entre a CPU, memria e mdulos de interface que nada mais do que um sistema de condutores. 2.2.5 - Flags Nem sempre a utilizao dos sinais provenientes dos mdulos de entradas e sadas (digitais ou analgicas), so suficientes para a elaborao de programas. Para estes casos, os PLC' da Siemens possuem reas de memria que podem s ser utilizadas como elementos auxiliares, assim como os contatos auxiliares comumente encontrados em contatores e rels. Estes elementos auxiliares foram denominados " FLAGS ". Os flags podem ser utilizados na forma de bit, byte ou word.

2.2.6 - Programa a Lgica existente entre os pontos de entrada e sada e que executa as funes desejadas de acordo com o estado das mesmas.

EEPROM: Memria que no perde seu contedo quando desligada a alimentao. Normalmente contm o programa do usurio.


Automao e Controle_____________________________________________________ 2.2.7 - Conceito de bit, byte, nibble e Word(palavra) BIT: a unidade para o sistema de numerao binrio. Um bit a unidade bsica de informao e pode assumir 0 ou 1. Byte: Byte uma unidade constituda de 8 bits consecutivos. O estado das entradas de um mdulo digital de 08 pontos pode ser armazenado em um Byte. Word: Uma word constituda de dois Bytes. O Valor das entradas e sadas analgicas podem ser indicados pr words. Nibble: a unidade formada por 4 bits consecutivos. CPU: a unidade inteligente do CLP. Na CPU so tomadas as decises para o controle do processo. 2.2.8 - PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM CP: Um CP realiza continuamente um ciclo de varredura que consiste em: 1 Leitura de entradas; 2 Execuo do programa, que consiste em calcular novas sadas em funo das entradas, de acordo com a seqncia de instrues; 3 Atualizao das sadas. A figura abaixo mostra o ciclo bsico de varredura de um cp, o tempo tpico para execuo de uma varredura de 20 ms.



2.2.9 - Princpio de Funcionamento de um CLP Um controlador lgico programvel tem seu funcionamento baseado num sistema de microcomputador onde se tem uma estrutura de software que realiza continuamente ciclos de varredura.

2.2.9.1 - ESTADO DE OPERAO Basicamente a UCP de um controlador programvel possui dois estados de operao: - Programao - Execuo A UCP pode assumir tambm o estado de erro, que aponta falhas de operao e execuo do programa.


Automao e Controle_____________________________________________________ 2.2.9.2 - PROGRAMAO Neste estado o CP no executa programa, isto , no assume nenhuma lgica de controle, ficando preparado para ser configurado ou receber novos programas ou at modificaes de programas j instalados. Este tipo de programao chamado off-line (fora de linha).

2.2.9.3 - Execuo Estado em que o CP assume a funo de execuo do programa do usurio. Neste estado, alguns controladores, podem sofrer modificaes de programa. Este tipo de programao chamado on-line (em linha). 2.2.9.4 - FUNCIONAMENTO Ao ser energizado, estando o CP no estado de execuo, o mesmo cumpre uma rotina de inicializao gravada em seu sistema operacional. Esta rotina realiza as seguintes tarefas: - Limpeza da memria imagem, para operandos no retentivos; - Teste de memria RAM; - Teste de executabilidade do programa. Aps a execuo desta rotina, a UCP passa a fazer uma varredura (ciclo) constante, isto , uma leitura seqencial das instrues em loop (lao). Entrando no loop, o primeiro passo a ser executado a leitura dos pontos de entrada. Com a leitura do ltimo ponto, ir ocorrer, a transferncia de todos os valores para a chamada memria ou tabela imagem das entradas.


Automao e Controle_____________________________________________________ Aps a gravao dos valores na tabela imagem, o processador inicia a execuo do programa do usurio de acordo com as instrues armazenadas na memria. Terminando o processamento do programa, os valores obtidos neste processamento, sero transferidos para a chamada memria ou tabela imagem das sadas, como tambm a transferncia de valores de outros operandos, como resultados aritmticos, contagens, etc. Ao trmino da atualizao da tabela imagem, ser feita a transferncia dos valores da tabela imagem das sadas, para os cartes de sada, fechando o loop. Neste momento iniciado um novo loop. Para a verificao do funcionamento da UCP, estipulado um tempo de processamento, cabendo a um circuito chamado de Watch Dog Time supervision-lo. Ocorrendo a ultrapassagem deste tempo mximo, o funcionamento da UCP ser interrompido, sendo assumido um estado de erro. O termo varredura ou scan so usados para um dar nome a um ciclo completo de operao (loop). O tempo gasto para a execuo do ciclo completo chamado Tempo de Varredura, e depende do tamanho do programa do usurio, e a quantidade de pontos de entrada e sada.



START PARTID A- Limpeza de memria - Teste de RAM - Teste de Execuo

OKSim Leitura dos Cartes de Entrada Atualizao da Tabela Imagem das Entradas Execuo do Programa do Usurio Atualizao da Tabela Imagem das Sadas Transferncia da Tabela para a SadaTempo de Varredura OK

No

No

Sim

STOP PARADA



2.2.10 - Estrutura Bsica de um controlador lgico programvel:TERMINAL DE PROGRAMAO

FONTE DE ALIMENTAO

PROCESSADOR Unidade Central de Processamento MEMRIA(UCP)

INTERFACE DE E/S

Fonte de alimentao Memria do programa

CARTES DE ENTRADA

CARTES DE SADA

CPU (unidade central de processamento) Mdulos de interface (entradas e sadas) Bus de comunicao

2.2.11 - ARQUITETURA DE MEMRIA DE UM CP A arquitetura de memria de um controlador programvel pode ser constituda por diferentes tipos de memria. A memria do computador onde se armazenam os dados que devem ser manipulados pelo computador (chamada memria de dados) e tambm onde esta armazenada o programa do computador (memria de programa). Aparentemente no existe uma diferena fsica entre as memrias de programa, apenas utilizam-se memrias fixas para armazenar dados fixos ou Tecnlogo em Eletroeletrnica_____________________________________________ 27

Automao e Controle_____________________________________________________ programas e memrias que podem ser alteradas pelo sistema para armazenar dados que podem variar de acordo com o programa. Existem diversos tipos de memrias que podem ser utilizadas pelo computador: fita magntica, disco magntico e at memria de semicondutor em forma de circuito integrado. As memrias a semicondutores podem ser divididas em dois grupos diferentes: - Memria ROM ( read only memory ) memria apenas de leitura. - Memria RAM ( random acess memory ) memria de acesso aleatrio.MEMRIAS

ROM ROM MSCARA PROM EPROM EEPROM EAROM

RAM ESTTICA DINMICA

As memrias ROM so designadas como memria de programa por serem memrias que no podem ser alteradas em estado normal de funcionamento, porm tm a vantagem de no perderem as suas informaes mesmo quando desligada sua alimentao. Tipo de Memria RAM DINMICA Descrio Memria aleatrio de Observao acesso RAM Memria aleatrio de Voltil Gravada pelo usurio Lenta Ocupa pouco espao Menor custo

acesso - Voltil - Gravada pelo usurio - Rpida - Ocupa mais espao - Maior custo

ROM MSCARA

Memria leitura

somente

de - No Voltil - No permite apagamento


Automao e Controle_____________________________________________________ - Gravada pelo fabricante PROM Memria programvel - No voltil - No permite apagamento - Gravada pelo usurio EPROM Memria programvel/ apagvel leitura EPROM EEPROM FLASH EPROM Memria programvel/ apagvel leitura somente somente - No Voltil de Apagamento por ultravioleta - Gravada pelo usurio - No Voltil de - Apagvel eletricamente - Gravada pelo usurio somente de leitura

2.2.11.1 - PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO:

2.2.12 - LINGUAGENS DE PROGRAMAO As linguagens de programao permitem aos usurios se comunicarem com o CLP e definir as tarefas que o mesmo dever executar. Pela normalizao os CLPs devem ter no mnimo trs linguagens de programao: Ladder, STL (Lista de Instrues e Diagrama de Funes).


Automao e Controle_____________________________________________________ LADDER: Esta linguagem muito conhecida como linguagem de contatos, pois ela deriva do tradicional esquema eltrico e sendo assim tornou-se a mais popular, esta linguagem dividida em linhas de programa ( Network ) no formato vertical parecendo uma escada, da o nome ladder (escada).

STL: Como podemos ver, a barra de ferramentas que contem as funes prontas existente na programao ladder, desaparece na programao STL, isto significa que para utilizar esta programao precisamos digitar todas as funes, tornando assim a programao mais difcil, principalmente para os iniciantes. Conhecida tambm como Lista de instrues.


Automao e Controle_____________________________________________________ DIAGRAMA DE FUNES: Como podemos ver, a barra de ferramentas voltou, porm de forma diferente. Esta linguagem muito conhecida da eletrnica digital onde os blocos representam as portas lgicas. Utiliza funes lgicas

2.2.13 - APLICAES DE CLPS NA INDSTRIA Mquinas Industriais (Operatrizes, Injetoras, Txteis, Calados). Equipamentos Industriais para processos (Siderurgia, Papel e Celulose, Pneumticos, Dosagem e Pesagem, Fornos etc.) Controle de Processos com realizao de Sinalizao, Intertravamento etc. Aquisio de dados de Superviso em Fbricas (CEP), Prdios inteligentes etc. 3.0 - ASPECTOS DE HARDWARE DO S7-200 DA SIEMENS

3.1 - INTRODUO A srie S7-200 uma linha de pequenos e compactos controladores lgicos programveis e mdulos de expanso que oferecem todos os atributos que uma famlia de micro-CLPs pode ter.



Srie S7-200 Esta famlia compreende trs CPU' e uma grande variedade de mdulos s de ampliao orientados para. Atividades especficas. Cada unidade bsica vem em diferentes mdulos para acomodar o tipo de fonte de alimentao, entradas e sadas que se fazem necessrio.

CPU 214

CPU 224

A CPU 221 tem 6 entradas e 4 sadas. No apresenta capacidade de acoplar mdulos de expanso, limitando muito suas aplicaes. A CPU 222 tem 8 entradas e 6 sadas, e tem capacidade de acoplar mais de


Automao e Controle_____________________________________________________ 2 mdulos de expanso. Esta CPU ideal para principiantes, utilizada em pequenas aplicaes. A CPU 224 tem 14 entradas e 10 sadas, e tem a capacidade de acoplar mais 7 mdulos de expanso. Por apresentar maior capacidade de memria, um maior nmero de entrada/sadas e muitas funes especiais integradas, esta utilizada em tarefas mais completas.

3.2 - CPU S7-200 A CPU S7-200 combina uma unidade central de processamento (CPU), fonte e pontos de entrada e sada num compacto equipamento. - A CPU executa o programa e guarda os dados de controle da automao ou processo. - Pontos de E/S podem ser adicionados CPU com mdulos de expanso. - A porta de comunicao permite conectar a CPU a outros equipamentos ou computadores. - Luzes (leds) indicam sobre o estado da CPU, modo RUN ou STOP, os estados atuais das E/S e problemas que podem ocorrer. - Algumas CPU`s tem um relgio de tempo real, enquanto outras necessrio um carto extra. - Um carto conectvel de EEPROM prove um meio de guardar os programas da CPU e transferncia de programas entre CPUs. - Uma bateria conectvel garante a manuteno da memria de dados na RAM.



CPU S7-200



3.3 - RESUMO DAS CARACTERSTICAS DAS CPUS S7-200

Resumo das caractersticas das CPUs S7-200 Tecnlogo em Eletroeletrnica_____________________________________________ 35

Automao e Controle_____________________________________________________ 4 - ASPECTOS DE SOFTWARE DO S7-200 MICRO/WIN 32 Verso 3.01 4.1 - Introduo A CPU S7-200 executa ciclos de "scan" para interagir com o programa que est armazenado na memria. A memria do controlador lgico programvel S7-200 dividida em trs reas: espao de programa, espao de dados e espao de parmetro de configurao. O espao de programa armazena as instrues de lgica ladder (LAD), ou de lista de instrues (STL) ou diagrama de blocos (FBD). Esta rea de memria controla o lugar do espao de dados e pontos de entrada/sada que so usados. O espao de dados usado como uma rea de trabalho, e inclui locao de memria para clculos, tempo de armazenamento de resultados intermedirios, e constantes usadas em parmetros de controle fixos. O espao de dados tambm inclui locao de memria para alguns dispositivos como temporizadores, contadores, contadores rpidos e entradas e sadas analgicas. O espao de parmetros de programao ou memria armazena qualquer modificao na configurao de parmetros ou o "default". possvel criar um programa usando lgica ladder (LAD), ou lista de instrues (STL), ou diagrama de blocos (FBD), conforme exemplo da figura 5.1. Depois de criar o programa ele deve ser carregado para dentro da memria do controlador lgico programvel.



a) Diagrama de contatos (LAD)

b)

Lista

de c) Diagrama de blocos (FBD)

instruo (STL) Exemplo de programao No controlador lgico programvel S7-200 o programa enviado para o Bloco de Organizao Um (OB1) e armazenado na memria interna no-voltil. Os bits de memria interna (m) so para o S7-200 os FLAGS (F) do S5. Os bits armazenam estados intermedirios de informao. Embora estes bits de memria interna sejam geralmente usados como bits, eles podem ser acessados como valores de bit, byte, word ou double word.

Tipos de dados e suas faixas de valores Os temporizadores do S7-200 so providos de resoluo de 1 milisegundo, 10 milisegundos e 100 milisegundos. A CPU 222 tem 256 temporizadores. Os contadores so dispositivos que contam na transio de nvel baixo para alto na entrada de sinal. A CPU 222 tem 256 contadores.


Automao e Controle_____________________________________________________ Os mdulos analgicos fazem a converso entre um valor real (voltagem, temperatura, etc.) em um valor digital. Os mdulos analgicos podem ser mdulos de entrada, mdulos de sada ou ainda a combinao de entradas e sadas. 4.1.1 REAS DE MEMRIA UTILIZADAS PELOS CLPs DA LINHA S7-200 Os CLPs S7-200 possuem vrias reas de memria, cada uma com uma funo especfica. As entradas fsicas, esto associadas a uma rea de memria denominada I, proveniente de Input As sadas fsicas, esto associadas a uma rea de memria denominada Q, proveniente de Quit Existe uma rea de memria, que utilizada como sada interna, para podermos registrar valores temporrios denominados M, proveniente de Merck. Nos CLPs da antiga linha S5 esta rea de memria era chamada de Flags. Uma outra rea de memria muito importante, como veremos mais adiante, denominada de V, proveniente de Variable. H ainda uma rea denominada SM, proveniente de Special Merck. Cada Bit possui uma funo pr-determinada. A memria de dados do S7-200 est dividida em cinco reas de dados (tabela Abaixo). Parra fazer uso da locao de memria preciso que a mesma seja endereada. O endereamento de memria pode ser acessado como bits, bytes, words e double words.Identificador de rea I Q M SM V rea de dados Entrada Sada Bit de memria interna Bit de memria interna Memria varivel

rea de dados para acesso de memria


Automao e Controle_____________________________________________________ 4.1.1.1 INPUT Esta rea de memria responsvel pela captao dos sinais de entrada, sinais estes provenientes de sensores, chaves, botes etc. estes sinais permanecem durante um ciclo do CLP conforme veremos a seguir. 4.1.1.2 OUTPUT Esta rea de memria acionar as sadas do CLP, sadas estas que estaro conectadas as cargas ex. reles, contactores, bobinas etc. 4.1.1.3 MERCK uma rea de memria utilizada para armazenar valores temporrios, tambm muito conhecidos como sada virtual. 4.1.1.4 VARIVEL Esta rea de memria de fundamental importncia na programao de um CLP, atravs desta rea que podemos alterar valores do processo, como contagens, tempos, contagens de alta velocidade, criar sistemas de superviso etc. 4.1.1.5 SPECIAL MERCK Veremos aqui dois Bits desta rea de memria que so os mais utilizados, so eles: SM0.0 Este Bit est sempre ligado. SM0.1 Este Bit liga apenas no primeiro ciclo do CLP. Esta rea de memria possui uma grande importncia para a programao. Atravs dela podemos habilitar contadores de alta velocidade, sadas rpidas para


Automao e Controle_____________________________________________________ motores de passo, comunicao externa atravs da porta serial do CLP, potencimetro analgico incorporado na CPU e ainda mais algumas funes utilizadas pelo CLP em sua prpria configurao. A rea de dados seguida pelo endereo do byte que contm o bit para ser acessado. O byte de endereo um nmero decimal o qual varia na faixa que depende do modelo de controlador lgico programvel, e a rea de dados acessada. A faixa de cada rea de dados especificada na tabela Abaixo.

Resumo da faixa da rea de dados



Faixa de operandos das CPUs Step7-200


Automao e Controle_____________________________________________________ A representao das reas de memria feita da seguinte forma: Bits7 6 5 4 3 2 1 0 Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3 Word 0 Double Word 0 Word 2

4.2 ENDEREAMENTOS DE ENTRADAS E SADAS Como havamos visto, as entradas so representadas pela letra I e as sadas pela letra Q. Vimos ainda, que estas entradas e sadas esto aloucadas em reas de memria divididas em Bytes. Cada entrada ou sada ocupa um bit, devemos ento no endereamento, especificar qual Bit este e em que Byte o mesmo est.INPUT BYTE BIT I0.0 QUIT BYTE BIT Q0.0



Vemos acima trs linhas de programa, em linguagem ladder, cada uma com uma entrada e uma sada. Todas as entradas so do Byte 0 e so os Bits 0-1-2 sucessivamente, o mesmo acontece com as sadas. 4.3 TRABALHANDO COM SUBROTINAS Para uma organizao e para diminuir o tempo de ciclo, existe a possibilidade de dividirmos o programa em subrotinas, chamadas de SBR. A organizao consiste em dividir o programa em partes, como se fosse, por exemplo, um livro, onde temos um ndice e a diviso dos captulos. A otimizao do tempo de ciclo acontece porque esta subrotinas sero executadas somente quando forem chamadas.



4.3.1 OB1 Este o bloco de organizao do programa, ou seja, como se fosse o nosso ndice. O OB1 sempre executado e nele que chamaremos as subrotinas. Na figura acima vemos como inserir uma nova subrotina: Clique em Program Block, porm com o boto direito do mouse. Clique em Insert Subroutine, agora com o boto esquerdo do mouse, ser inserido uma nova subrotina automaticamente.


Automao e Controle_____________________________________________________ Como a rvore, contendo as operaes do software organizada seguindo uma ordem alfabtica, a funo subrotina, propriamente dita, est no final da rvore e a cada vez que introduzimos uma nova subrotina, esta aparecer neste campo. 4.4 - UTILIZANDO O SOFTWARE MICRO/WIN 32 Verso 3.01 Para programar o CLP, utiliza-se o sotware MicrofWin 32. Para isto, necessita-se de um computador padro PC, um CLP S7-200 e um cabo PC/PPI que servir de comunicao entre o PC e o CLP. Uma tela padro mostrada na figura abaixo.

Tela do sotware Step7-200 MicrofWin 32 verso 3.01


Automao e Controle_____________________________________________________ Alm dos menus principais, existem 4 reas que podem ser visiveis ou minimizadas. A primeira rea (1) uma barra de navegao, onde se escolhem as janelas como: Program Block, Symbol Table, Status Chart, etc. A segunda a rvore de instrues, ou seja, funcionam como o Explore do windows, onde se escolhem os blocos de instrues usados no programa. A terceira a rea de programao e a quarta onde aparecem comentrios sobre o que est acontecendo durante a execuo do programa. 4.4.1 A BARRA DE FERRAMENTAS Veremos uma parte da barra de ferramentas do software, que ser muito utilizada nesta parte do curso.

NEW Cria um novo projeto

OPEN Abre um projeto existente

SAVE Salva o projeto em andamento

UNDO Desfaz


Automao e Controle_____________________________________________________ COMPILE Compila a pgina do projeto, que est sendo exibida. COMPILE ALL Compila todo o projeto em andamento

UPLOAD Transfere um programa do CLP para o computador DOWNLOAD Transfere um programa do computador para o CLP

LINE DOWN Insere uma linha vertical para baixo, no programa.

LINE UP Insere uma linha vertical para cima no programa

LINE LEFT Insere uma linha horizontal esquerda no programa

LINE RIGHT Insere uma linha horizontal direita no programa

CONTACT Insere no programa qualquer funo relacionada a contato

COIL Insere no programa qualquer funo relacionada a sadas

maiores

BOX Insere no programa todas as funes que trabalham dados que bits INSERT NETWORK Insere uma linha de programa

DELETE NETWORK Apaga uma linha de programa


Automao e Controle_____________________________________________________ 4.4.2 - CRIANDO UM PROJETO: Quando voc cria ou abre um projeto, o Step 7 Micro/Win inicia o editor Ladder ou STL, OB1, dependendo a preferncia selecionada, o data Block Editor (OB1), o Status/Force Chart e o Symbol Table. Para criar um novo projeto, seleciona-se no menu Project - New ou clica-se no boto New Project na barra de ferramentas.

Seleo - Novo projeto 4.4.3 - SALVANDO O PROJETO: Para salvar o projeto, selecione Project - Save, e voc dever dar um nome ao seu projeto.



Seleo - Salvar projeto 4.4.4 - CRIANDO UM SYMBOL TABLE: Para criar a tabela de smbolos, selecione com um click na barra de navegao. Assim, abrir a tabela onde se devem preencher as colunas respectivas. O campo Name usado como um "apelido" para o operando (Address). Ele aparecer no programa, substituindo o operando, quando for selecionada a opo View - Simbolic Addressing no menu principal. O campo comment muito til na documentao do programa.



Criando um Symbol Table 4.4.5 - ESCREVENDO O PROGRAMA EM LADDER: No editor de programas em Ladder, voc ter uma barra de ferramentas (rvore de instrues) que lhe facilitar a procura de comandos. No lado esquerdo aparecem as opes e utilizando-se o mouse pode-se "arrastar e soltar" os componentes para a rea de programao. Aps ter escolhido o componente, indica-se qual o operando a ser usado, escrevendo-se no campo correspondente.



Escrevendo o Programa em Ladder 4.4.6 - CRIANDO UM STATUS/FORCE CHART: Esta pgina serve para modificar as variveis do programa, tambm podendo forar alguns valores nas mesmas.

Criando um Status/Force Chart


Automao e Controle_____________________________________________________ 4.4.7 - TRANSFERINDO E MONITORANDO UM PROGRAMA: Para transferir um programa, a CPU dever estar no modo Stop ou Term. Selecionar File - Download ou o boto respectivo na barra de ferramentas. Para monitorar o programa, este dever estar no modo Ladder. Ento, selecionar Debug - Program Status.

Monitorando um Programa 4.5 - ALGUNS ELEMENTOS DE PROGRAMAO DA FAMLIA S7-200 4.5.1 - FUNES COM BIT Como o nome esta dizendo, so as funes que trabalham com manipulao de apenas um bit. Estas funes, como j vimos, esto na barra de ferramentas ou na rvore colocadas esquerda do programa, dentro do tpico Bit Logic como vemos na figura abaixo:



CONTATO ABERTO Este contato pode ser endereado com uma entrada fsica (I x.x), com um merck (M x.x), com uma sada (Q x.x), com uma rea de memria (V x.x), com um temporizador (T) ou ainda com um contador (C). O contato aberto conduzir quando o endereo associado a ele assumir o valor lgico 1. CONTATO FECHADO Este possui as mesmas caractersticas do contato aberto, porm, conduzir quando o endereo associado a ele assumir o valor lgico 0. CONTATO ABERTO IMEDIATO Pode ser endereado somente com uma entrada fsica e no obedece o tempo de ciclo.



CONTATO FECHADO IMEDIATO Pode ser endereado somente com uma entrada fsica e no obedece o tempo de ciclo NOT Esta funo inverte o sinal aplicada a sua entrada. DETETOR DE FLANCO POSITIVO Quando aplicado um sinal 1 em sua entrada, na sada temos um sinal 1 durante um ciclo. DETETOR DE FLANCO NEGATIVO Quando aplicado um sinal 1 em sua entrada, sua sada se mantm em 0, porm, quando este sinal de entrada passar de 1 para 0, a sada passar para 1 durante um ciclo. SADA Pode ser endereado com uma sada fsica (Q x.x), com um merck (M x.x), com uma rea de memria (V x.x), com um temporizador (T) ou ainda com um contador (C). A sada pode assumir valor 0 ou 1. SADA IMEDIATA Possui as mesmas caractersticas da sada comum, porm no passa pelo tempo de ciclo. SET Muito conhecida como seta, esta funo deve ser endereada como uma sada, porm, basta um pulso em sua entrada para que esta fique ligada e somente ser desligada com um comando reset.


Automao e Controle_____________________________________________________ SET IMEDIATO Pode ser endereado apenas com uma sada fsica, possui as caractersticas do set, porm no passa pelo tempo de ciclo. RESET Este comando desliga uma sada setada em uma outra linha de programa. RESET IMEDIATO Possui as mesmas caractersticas do reset porm no passa pelo tempo de ciclo. NOP Esta funo anula uma linha de programa, gastando um tempo ciclo de mquina. - Operaes com Contatos na forma Ladder, STL e Diagrama de Funo. Contatos Simples O Contato Aberto se fecha quanto seu valor binrio 1. Em STL o contato aberto representado pela operao Carregar (LD) O Contato Fechado se fecha quando seu valor binrio 0. Em STL, o contato fechado representado pela operao No Carregar(LDN). Operandos: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L Tipo: Bool


Automao e Controle_____________________________________________________ Contatos Diretos O Contato Aberto Direto se fecha quando o Valor binrio da entrada fsica direcionada 1. Em STL, o contato aberto direto representado pela operao Carregar Diretamente (LDI). O Contato Fechado Direto se fecha quando o valor binrio da entrada fsica direcionada 0. Em STL, o contato fechado direto representado pela operao No Carregar Diretamente (LDNI). Operandos: I Tipo: Bool NOT O Contato NOT inverte o estado da energizao na linha. Em STL, esta operao representado pela operao Inverter a Energizao (NOT) Operando = Nenhum

Detector de Borda Positivo e Negativo O Contato Detector de Borda Positivo permite que flua corrente durante um ciclo cada vez que se proceder uma troca de 0 para 1. Em STL, este contato representado pela operao Detector de Borda Positivo (EU) O Contato Detector de Borda Negativo permite que flua corrente durante um ciclo cada vez que se proceder a uma troca de 1 para 0. EM STL, este contato representado pela operao


Automao e Controle_____________________________________________________ Detector de Borda Negativo (ED) Operando = Nenhum. - Operaes Com Sadas na forma Ladder, STL e Diagrama de Funo. Sada Ao se executar a operao Sada se ativa o parmetro indicado em bit. Em STL a operao Sada (=) copia o valor do parmetro indicado para o bit especificado. Operandos: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L Tipo: Bool Sair Diretamente Ao executar a operao Sair Diretamente se ativa diretamente a sada fsica indicada por bit. Em STL, a operao sair diretamente (=I) copia o valor diretamente da sada fsica indicada por bit. Operandos n = Q. Tipo: Bool


Automao e Controle_____________________________________________________ Setar / Resetar Ao executar a operao Setar e Resetar, o nmero especificado de pontos (N) comeando no valor especificado por "bit" ativado (Set) ou desativado (Reset). OBS: Os bits de memria que podem ser ativado esto compreendidos entre 1 e 255. Quando se usa a operao Reset, se o bit especificado T ou C, ento o bit do Temporizador/Contador desativado (resetado) e o valor atual limpo (zerado). Operandos: BIT = I, Q, M, SM, T, C,V, S, L Tipo: Bool

Setar Diretamente / Resetar Diretamente Ao executar a operao Setar diretamente ou Resetar diretamente, o nmero de sadas fsicas (N), comeando no valor "bit" so imediatamente ativadas (Set) ou desativadas (Reset). Operandos: BIT = Q. Tipo: Bool OBS: Podem-se ativar e desativar uma margem compreendida entre 1 e 128 sadas.


Automao e Controle_____________________________________________________ Operao Nula A Operao Nula (NOP) no tem efeito algum na execuo do programa. Operandos: N Tipo: Byte Constante (0 255)

4.5.2 TEMPORIZADORES Os temporizadores esto na rvore, no tpico Timers, a funo bsica de um temporizador contar tempo, para em seguida executar uma determinada funo. H uma grande variedade de temporizadores, a linha S7-200 possui unicamente trs tipos de temporizadores.

TON Proveniente temporizador de Timer On significa

com retardo na energizao, ou

seja, quando a entrada ( IN ) do mesmo for colocada em 1 este contar um tempo para ento ligar. Se a entrada voltar a 0 o temporizador para de contar e volta o tempo de contagem para zero.


Automao e Controle_____________________________________________________ TONR Possui a mesma funo do TON, porm se a entrada voltar a 0, o temporizador para de contar, mas o tempo de contagem no volta a zero, recomeando a contagem de onde parou quando a entrada voltar novamente para 1. Para este temporizador voltar a zero, preciso reseta-lo

TOF Proveniente de Timer Off, ou seja, retardo na desernizao, este temporizador liga quando sua entrada for acionada, quando esta for desacionada, este temporizador contar um tempo para ento se desligar. 4.5.2.1 PROGRAMANDO TEMPO NOS TEMPORIZADORES O tempo dos temporizadores definido por um valor escrito em PT, multiplicado por uma base de tempo, esta base de tempo depende do nome que dado ao temporizador, abaixo teremos uma tabela com a base de tempo dos temporizadores da linha S7-200.

TIPO TONR

RESOLUO MXIMO VALOR NMERO DO TEMPORIZADOR 1 ms 10 ms 100 ms 32.767 s 327.67 s 3276.7 s 32.767 s 327.67 s 3276.7 s T0, T64 T1-T4, T65-T68 T5-T31, T69-T95 T32, T96 T33-T36, T97-T100 T37-T63, T101-T255

TON, TOF

1 ms 10 ms 100 ms


Automao e Controle_____________________________________________________ - Operaes com temporizadores, relgio de tempo real. Temporizador de retardo e Temporizador de retardo retentivo. As operaes Temporizador de retardo e Temporizador de retardo retentivo, fazem a contagem de um tempo determinado, quando a entrada de habilitao ativada. Se o valor de (Txxx) maior ou igual ao valor do tempo determinado em PT, o bit de temporizao ativado. O Temporizador retentivo mantm o valor quando a entrada desenergizada enquanto o outro no. Quando a entrada do Temporizador OFF-Delay energizada, o temporizador mantm o bit de temporizao energizado durante um tempo programado. Operandos: PT: VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, AIW, T, C, AC, constante, *VD, *AC, *LD. Tipo: Int Observe na tabela os tipos de temporizadores de cada CPU, com suas respectivas resolues: Txx 1 ms 10ms 100 ms TON T32 e T96 T33 a T36 T37 a T63 TONR T0 e T64 T1 a T4 T5 a T31 Valor mx. 32,767s 327,67s 3276,7s

T97 a T100 T69 a T95 T101 a T255 T69 a T65 4.5.3 CONTADORES Existe trs tipos de contadores, um utilizado para contagem crescente, outro para contagem decrescente e um outro para contagem crescente e decrescente. Os contadores esto no tpico Counters, cada contador possui as


Automao e Controle_____________________________________________________ entradas de contagem necessrias, uma entrada de reset e um campo chamado PV que onde colocaremos o valor a ser contado. Quando o valor de contagem atingir o valor pr-determinado o contador ser acionado e quando a entrada de reset for acionada o contador voltar a zero. Abaixo vemos onde encontrar os contadores e um exemplo de contador crescente-decrescente.

C0 Nome do contador CU Counter Up, contagem crescente. CD Counter down, contagem decrescente. R Reset do contador PV Valor pr-determinado


Automao e Controle_____________________________________________________ - Operaes com, contadores, contadores rpidos e sada de impulsos. Contador Crescente e Contador Decrescente A operao de Contador Crescente conta at um valor mximo, quando um sinal positivo colocado na entrada CU. Se o valor atual de (Cxxx) maior ou igual ao valor selecionado em PV, se ativa o bit de contagem Cxxx. O contador reinicializa-se ao ser ativada a entrada (R). A operao de Contador Decrescente, ao contrrio da operao acima, conta de forma decrescente quando se ativa um sinal positivo na entrada (CD). Se o valor de Cxxx maior ou igual ao valor selecionado em (PV), se ativa o bit de contagem Cxxx. O contador reinicia-se ao ser ativada a entrada (R). O contador Crescente/Decrescente (CTUD) uma unio dos outros dois. Operandos: Cxxx: 0 a 255 PV: VW, T, C, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, AC, AIW, constante, *VD,*AC, *LD.

Definir modo para contador rpido, Ativar contador rpido. A operao Definir modo para contador rpido (HDEF), determina o modo (MODE) do contador rpido referenciado (HSC). A operao Ativar contador rpido (HSC) configura e controla o funcionamento do contador rpido, baseando-se no estado do bit de memria especial HSC. O parmetro N indica o nmero do contador rpido. Para cada contador rpido somente se pode utilizar um bloco HDEF. As CPUs 221 e 222 no suportam HSC1 e HSC2. Operandos: constantes


Automao e Controle_____________________________________________________ Sada de Impulsos A instruo Sada de impulsos examina os bits de memria especial da sada de impulsos (Q0.0 ou Q0.1). A operao de impulso definida pelos bits de memria especial ento acionada. Operandos: Q Constante (0 ou 1) Tipo de dado: Word Faixa da sada de impulso: Q0.0 at Q0.1 4.5.4 FUNES DE COMPARAES As funes de comparao so sem dvida ferramentas muito teis para o programador. Estes comparadores esto no tpico Compare. Podemos efetuar as seguintes comparaes nos CLPs da linha S7-200. IGUAL Este contato conduzir somente quando os dois valores forem iguais. DIFERENTE Este contato conduzir somente quando os dois valores forem diferentes MAIOR OU IGUAL Este contato conduzir somente quando o valor colocado na parte de cima for maior ou igual ao colocado na parte de baixo


Automao e Controle_____________________________________________________ MENOR OU IGUAL Este contato conduzir somente quando o valor colocado na parte de cima for menor ou igual ao colocado na parte de baixo. MAIOR QUE Este contato conduzir somente quando o valor colocado na parte de cima for maior que o colocado na parte de baixo MENOR QUE Este contato conduzir somente quando o valor colocado na parte de cima for menor que o colocado na parte de baixo.

4.5.5 FUNES DE TRANSFERNCIA (MOVE) Comearemos a partir deste momento, a trabalhar com nmeros maiores que um bit. As funes de transferncia permitem escrever valores em reas de memria, podemos assim ler valores de entradas analgicas, escrever valores em sadas analgicas, escrever valores fixos em reas de memrias V associadas a temporizadores contadores etc. Estas funes esto em nossa rvore, no tpico Move:


Automao e Controle_____________________________________________________ MOV_B Move uma palavra do tamanho de um Byte, isto significa que podemos escrever um nmero decimal, ( 0 a 255 ) em uma rea de memria prdeterminada. MOV_W Esta funo move uma palavra do tamanho Word ( 2 Bytes ) significa que podemos escrever um nmero decimal ( 0 a 65.535 ) em uma rea de memria pr-determinada. MOV_DW Esta funo move uma palavra do tamanho Double Word (4 Bytes) significa que podemos escrever um nmero decimal (0 a 4.294.967.295) em uma rea de memria pr-determinada.

5 - SIEMENS LOGO! O dispositivo LOGO um mdulo lgico universal que levam integrados Controle Unidade de Operao e visualizao Founte de alimentao Relgio (Opcional) Possibilidade de ampliao por interface AS

5.1 Identificao do LOGO! Pela identificao do Logo podemos encontrar diferentes propriedades do mesmo:


Automao e Controle_____________________________________________________ 12 Verso12 Vcc 24 Verso 24 Vcc R Sada a Rel C Relgio Semanal Integrado L Duplicao do Nmero de Entradas (12) e de sadas (8) B11 Conexo de interface de barramento AS

As entradas so definidas como Ix onde x varia de 1 at 6 ou 12, conforme o tipo de LOGO utilizado (Exemplo: I2) As sadas so definidas como Qx, onde x varia de 1 a 4 ou 8, conforme o tipo de LOGO utilizado (Exemplo Q1) Embora no temos sadas internas auxiliares, poderemos, contudo utilizar o sinal binrio proveniente de qualquer bloco, emulando assim uma sada auxiliar. Ex B01

5.2 Inicializao do LOGO Quando se liga o LOGO e o mesmo no se encontra programado, ou se esta executando um programa podemos comut-lo para o modo de programao por se pressionar simultaneamente as trs teclas abaixo:



A tela que se seguir ser a seguinte:

Neste modo podemos: Program - editar um programa ou parametrizar PC/Card - Transferir programas de cartes ou do computador Start - Partir o programa

Se escolhermos o modo Program outra tela se abrir:

Nesta tela poderemos: Edit Prg - Elaborar um software ou editar e corrigir um programa Clear Prg - Apagar um software existente Set Clock - Acertar o relgio interno do LOGO ASi_Bus.. - Configuraes do barramento AS

Se escolhermos o modo Edit Prg teremos a seguinte Tela



Esta tela permite ento programarmos o LOGO 5.3 Programao A programao do LOGO, se efetua em linguagem lgica onde teremos blocos de funes bsicas (GF) e blocos de funes especiais (SF). So os seguintes:


Automao e Controle_____________________________________________________ 5.4 - PROGRAMAO VIA SOFTWARE O software Logo Confort uma ferramenta utilizada para a programao do Logo, o Logo pode ainda ser programado no prprio frontal, porm com a utilizao do software, a programao se torna mais fcil. Veremos a seguir como utilizar o software. 5.4.1 A BARRA DE FERRAMENTAS

Cria um novo projeto Abre um projeto existente Salva um projeto em andamento Corta uma funo selecionada Copia uma funo selecionada Cola uma funo copiada anteriormente Desfaz Manda um programa para o Logo Puxa um programa do Logo



Aumenta o Zoom da tela Diminui o Zoom da tela 5.5 CONECTORES (CO) o subgrupo de programao que cuida das Entradas, Sadas e Mercks.

Funo onde colocamos as entradas no programa

Funo onde colocamos as sadas no programa

Esta funo denominada como sada interna. um ponto de memria onde colocamos um valor lgico 1 ou 0 Para podermos acessar mais tarde.

Esta funo mantm a entrada sempre ligada

Esta funo mantm a entrada sempre desligada


Automao e Controle_____________________________________________________ 5.6 FUNES BSICAS (GF) o subgrupo de programao que cuida das funes bsicas, mais precisamente as funes derivadas da Eletrnica Digital.

Porta AND ou E

AND com Flanco Positivo. Possui a mesma tabela do AND, porm este mantm as sada em 1 durante apenas um ciclo.

Porta NAND ou NE

AND com Flanco Negativo acionar a sada quando uma das entradas passar de 1 para 0 e esta sada permanecer em 1 durante apenas um ciclo

Porta OR ou OU

Porta NOR ou NOU



Porta XOR

Porta NOT

5.7 - FUNES ESPECIAIS (SF) Cada bloco deste subgrupo possui uma funo especifica, estas funes facilitam muito a programao. So funes muito diversificadas, incluindo vrios temporizadores, contadores funes ligadas ao relgio e ainda mensagens de texto como veremos a seguir. RETARDO NA ENERGIZAO - Quando a entrada colocada em 1 este temporizador conta um tempo para ento ligar a sada, necessrio que a entrada se mantenha em 1 RETARDO NA DESENERGIZAO A sada deste temporizador ligada junto com a entrada, quando esta desliga o temporizador conta um tempo para desligar.

RETARDO NA ENERGIZAO E DESENERGIZAO Este temporizador possui dois tempos distintos a unio dos dois temporizadores visto anteriormente.

RETARDO NA ENERGIZAO MEMORIZADO A funo deste temporizador a mesma do retardo na energizao, porm no necessrio que a entrada deste se mantenha em 1 mas necessrio rebit-lo.

SETA RESETA Com um pulso na entrada de seta a sada liga e assim permanece at um pulso na entrada de reset.



RELE DE PULSO Com um pulso na entrada a sada acionada com outro pulso na mesma entrada a sada desacionada.

EMISSO DE PULSO Ligando a entrada, a sada aciona e permanece assim por um tempo predeterminado. TEMPORIZADOR DE FLANCO POSITIVO A sada aciona com a entrada e permanece por um tempo predeterminado independentemente da entrada.

RELGIO Pode programar trs comandos liga e trs desliga para cada relgio e escolher para cada comando deste os dias da semana

RELGIO ANUAL Pode escolher um dia do ano para um comando liga e um dia do ano para um comando desliga.

CONTADOR Este bloco possui trs entradas uma de reset que zera o contador, uma de contagem e uma que determina se o contador conta crescente ou decrescente. Podemos definir um valor de contagem para este acionar a sada. GERADOR DE PULSOS Quando acionamos a entrada este bloco gera um trem de pulsos com um tempo programado, o tempo o mesmo ligado e desligado. GERADOR DE PULSOS COM TEMPOS DIFERENTES A funo deste bloco parecida com o anterior, porm neste podemos programar dois tempos diferentes, um ligado e outro desligado. TEMPORIZADOR COM TEMPO ALEATRIO Definimos dois tempos, um retardo na energizao e outro na desenergizao e o temporizador ir criar tempo aleatrios menores que o programado.


Automao e Controle_____________________________________________________ FREQUENCMETRO DE 1KHz Programamos uma freqncia de liga ON e uma de desliga OFF e ainda o tempo de referncia, quando a freqncia ON atingida a sada liga e desligar quando a freqncia OFFfor atingida MINUTERIA Ao ser acionada a entrada, a sada aciona mantendose por um tempo ligado independentemente da situao da entrada.

RETARDO NA DESENERGIZAO OU LIGADO PERMANENTEMENTE - Programamos dois tempos diferentes: - Tempo de desacionamento, que o tempo para retardo na desenergizao. Este tempo s ser contado se o tempo de ligao permanente no for excedido. - Tempo para acionamento permanente, caso a entrada fique acionada por um tempo maior que o programado neste parmetro, a sada acionar permanentemente e s ser desacionada com um outro pulso na entrada. CAIXA DE MENSAGENS Podemos criar mensagens dentro deste bloco, estas mensagens aparecero quando este bloco for acionado. 6 TRABALHANDO COM A IHM TD200 DA SIEMENS 6.1 - INICIALIZANDO O TRABALHO COM A TD200 A TD200 uma IHM especfica para a linha de CLPs da famlia S7200. A diferena bsica entre a TD200 e as IHMs normais, j conhecidas, esta no fato de a TD200 no necessitar de um software especfico para ser programada, a programao da mesma feita atravs do mesmo software que programa as CPUs S7200. A seguir veremos passo passo como acessar e programar uma TD200: Na barra de menus existe um cone denominado tools. Dentro do tools encontramos o TD200 wizard.



Clicando em Td200 wizard aparecer uma nova janela sobre a janela principal. Esta janela a primeira de uma srie que define alguns parmetros necessrios para a correta programao da TD200. A programao da TD200 muito simples, pois a seqncia da programao j define um bloco de dados, isto a rea de memria que sero utilizadas pela IHM. Para isso basta responder algumas perguntas apresentadas pelas telas e no final criar as mensagens. Veremos a seguir como isso feito.



Esta a primeira tela, apenas diz que este assistente lhe ajudar a configurar mensagens para o TD200. Para seguir clique em next (seguinte) 6.2 CONFIGURAO DO INDIOMA A prxima tela configura o idioma e pergunta se queremos utilizar um jogo alternativo de caracteres. O idioma configurado apenas para as mensagens de fbrica, o usurio pode escrever o que pretender nas mensagens que sero programadas.



Cada vez que finalizamos uma tela, clicamos em next para passar para uma nova tela. 6.3 - CONFIGURANDO RELGIO, FORAR ENTRADAS E SADAS E UMA SENHA. A tela apresentada a seguir mostra mais trs opes. A primeira opo pergunta se desejamos ativar um relgio de tempo real. A Segunda opo pergunta se desejamos ativar um menu para podermos forar entradas e sadas, isto atravs de um comando do TD200, podemos, por exemplo, ligar ou desligar uma sada independente de qualquer programao da CPU. A terceira opo pergunta se desejamos habilitar uma senha, escolhendo a opo sim, aparecer na parte inferior um espao para digitar a senha desejada, que ter no mximo 4 dgitos.



6.4 CONFIGURANDO AS TECLAS DE FUNES A TD200 possui 8 teclas de funo , denominadas F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8. Para que essas teclas sejam entendidas pela CPU, preciso reservar 8 MERKS ou FLAGS, exemplo Mx.x. Na tela seguinte, precisa ser definido qual byte deve ser usado. A programao sugere o byte 0, isto significa que os merks usados sero: M0.0 M0.1 M0.2 M0.3 M0.4 M0.5 M0.6 M0.7 Ainda nesta tela definiremos a cada quanto tempo a TD200 consulta as mensagens na CPU, a programao sugere quanto antes, que o menor tempo possvel, que obedece ao tempo de ciclo da CPU.



6.5 TAMANHO E QUANTIDADE DE MENSAGENS Nesta definiremos o tamanho de cada mensagem, que pode ter 20 ou 40 caracteres, e ainda a quantidade de mensagens, que pode ser no mximo 80 mensagens.


Automao e Controle_____________________________________________________ 6.6 CONFIGURANDO AS REAS DE MEMRIA Como havamos visto no incio a TD200 configura automaticamente as reas de memrias necessrias, nessa tela apenas definimos os bytes iniciais, a programao define o espao necessrio para a mensagem. A tela j sugere uma programao que pode perfeitamente ser usada.

6.7 CRIANDO AS MENSAGENS Concluda esta parte comearemos a configurao das mensagens. Dentro da mensagem podemos criar uma varivel, o formato desta varivel, assim como a possibilidade de a mesma ser alterada pr um usurio, podem ser perfeitamente programados. Apresentei telas contendo exemplos que facilitaro a compreenso.



Para criar uma mensagem, basta posicionar o cursor no espao que corresponde ao primeiro carter, no caso o T e ento digitar a mensagem desejada, no esquecendo que necessrio reservar um espao dentro da mensagem, caso desejarmos editar uma varivel. Quando terminamos de digitar a mensagem, posicionamos o cursor onde comearemos a varivel, no nosso exemplo o cursor esta posicionado no carter de nmero 37. A varivel editada clicando em Embedded Data, para voltarmos para a mensagem anterior clicamos Previous Message e para irmos para a prxima mensagem clicamos Next message. 6.8 CRIANDO AS VARIVEIS Clicando em Embedded Data acessaremos a tela de edio de varivel. Abaixo esquerda vemos o formato de dados, que pode ser WORD (VW) ou DOUBLE WORD (VD). Do lado vemos o formato de visualizao, SIGNED indica se a varivel vai ter sinal positivo ou negativo, UNSIGNED no ter sinal, ou seja, ser


Automao e Controle_____________________________________________________ somente positivo, e ainda a opo REAL onde a varivel um nmero real, este nmero pode possuir vrgula.

A quantidade de casas depois da vrgula definida em DIGITS TO THE RIGHT OF THE DECIMAL. Para que o usurio possa alterar o valor da varivel, preciso habilitar o campo denominado IS THE USER ALLOWED TO EDIT THIS DATA. Aparecer ento abaixo, no campo ADRESS OF DATA VALUE a rea de memria que usaremos no programa da CPU para enderearmos o valor editado na IHM. Na Segunda tela vemos a mensagem e o espao reservado para a varivel pronta.



A seguir veremos ento como utilizar as teclas de funes da TD200. Como havamos visto na pgina 7, basta selecionarmos os bytes iniciais para a TD200. No nosso exemplo usamos a programao original, na janela do centro definimos ento o byte 12, este byte determina a prioridade das mensagens. Ainda no nosso exemplo, na pgina seguinte, temos o exemplo de uma mensagem, vemos que o bit de habilitao de mensagem o V12.7, isto significa que a mensagem de maior prioridade do byte 12, ser a primeira a ser programada e


Automao e Controle_____________________________________________________ ter o bit V12.7, a segunda mensagem ter o bit V12.6, at a ltima mensagem do byte que ser o bit V12.0. Temos ento 8 mensagens para cada byte, teremos ento um mximo de 10 bytes, que so nossas 80 mensagens. Para habilitarmos as mensagens, precisamos escrever valores nos bytes, como um byte, o valor mximo decimal que pode ser escrito o nmero 255.

Vemos ento que ao teclarmos F1 na TD200, habilitamos todas as mensagens do byte 12 e quando teclamos F2 desabilitamos todas as mensagens do mesmo byte.

7 - TRATAMENTO DE ANALGICOS A resoluo mxima de uma entrada ou sada analgica da famlia 200 e de 16bits, isto , uma word (VW). Transformando para resoluo decimal temos, portanto 65535 degraus de resoluo, devemos, entretanto lembrar que entradas e sadas analgicas,


Automao e Controle_____________________________________________________ utilizam muitas vezes valores negativos e positivos ex.: -10V convertido resultaria no seguinte numero decimal: -32768 a 32767. Como havamos visto o primeiro bit define o direcionamento do sinal. Na prxima tela veremos dois exemplos, um contem uma entrada analgica e o outro uma sada. a 10V, isto

O A significa que se trata de analgico, o I de input, o W de word e o 0 o numero da entrada. A primeira entrada (0) usar os bytes 0 e 1, portanto a prxima entrada ser endereada da forma AIW2. O valor da entrada transformado em um valor, que pode ser decimal, e armazenado em uma rea de memria, no nosso caso VW0, que ento ser utilizada em qualquer parte do programa. A sada utiliza o mesmo princpio da entrada, as diferenas, o Q se trata de sada e agora um valor decimal armazenado em uma rea de memria escrito na sada.


Automao e Controle_____________________________________________________ 8 CONTADORES DE ALTA VELOCIDADE A utilizao dos contadores de alta velocidade se faz necessria, quando precisamos contar pulsos com ciclo mais rpido que o ciclo do CLP. Sendo assim os contadores de alta velocidade, contam pulsos em tempo real. Podemos ainda utilizar mais de um contador rpido em um mesmo CLP, precisamos, porm observar as entradas, pois cada contador possui a sua j predefinida. 8.1 HABILITANDO OS CONTADORES Para habilitar os contadores rpidos, necessrio colocar alguns Bits de reas de memria especiais SM em valor lgico 1, cada contador possui basicamente 3 reas de memria especiais, um Byte que habilita o contador, as entradas, se podemos escrever um novo valor no contador, se podemos atualizar o sentido de contagem e se podemos escrever um novo valor predeterminado. H ainda uma SMD, que onde ser armazenados o valor atual e uma outra SMD que armazena o valor predeterminado. Utilizaremos com exemplo o contador 1, pois ele possui todas as funes e esta presente em basicamente todos os CLPs, para utilizar todos os outros, o procedimento o mesmo basta observar no Help quais as reas de memria e quais as entradas destes. - Habilitando o contador 1, os blocos de habilitao destes contadores esto em Counters. - A habilitao dos contadores deve ser feita somente quando colocamos o CLP em modo Run.



Na primeira janela, vemos onde encontrar os blocos de habilitao dos contadores, na segunda, vemos um SM0.1 que um bit especial que liga apenas no primeiro ciclo do CLP vemos uma funo MOV_B movendo o valor 248 para o Byte Especial 47, que o byte de habilitao do contador, vemos um bloco chamado HDEF que define o modo de contagem do contador e finalmente o HSC que define qual contador esta sendo Habilitado. 8.2 VALOR ATUAL Como sugere o nome, uma rea de memria que armazena o valor de contagem, como havamos comentado anteriormente, este valor de contagem em tempo real. Resetando o contador 1 no primeiro ciclo.


Automao e Controle_____________________________________________________ 8.3 VALOR PREDETERMINADO O valor atual armazenado em tempo real, para que possamos utilizar este valor com eficcia, devemos escrever em uma outra rea de memria um valor chamado de predeterminado, aps devemos habilitar uma interrupo. Definindo um valor predeterminado para o contador 1.

Abaixo veremos trs tabelas, uma contm o Byte de habilitao de cada contador, outra as reas de memria para o valor atual e para o valor predeterminado de cada contador e uma ltima mostrando os modos de contagem e as devidas entradas de cada contador. Bits de controle de cada contadorHSC0 SM37.3 SM37.4 SM37.5 SM37.6 SM37.7 Contador Valor atual Valor predeterminado HSC1 SM47. 3 SM47.4 SM47.5 SM47.6 SM47.7 HSC0 HSC2 SM57.3 SM57.4 SM57.5 SM57.6 SM57.7 HSC1 HSC2 SMD58 HSC3 SM137.3 SM137.4 SM137.5 SM137.6 SM137.7 HSC3 SMD138 HSC4 SM147.3 SM147.4 SM147.5 SM147.6 SM147.7 HSC4 SMD148 SMD152 HSC5 SM157.3 SM157.4 SM157.5 SM157.6 SM157.7 HSC5 SMD158 SMD162

SMD38 SMD48 SMD42 SMD52

SMD62 SMD142





9 - INTERRUPES As interrupes esto sempre associadas a eventos, estes eventos podem ser internos ou externos, as interrupes so programadas como as sub-rotinas, mas so executadas de forma diferente, toda vez que este evento acontece, o ciclo do CLP interrompido, a interrupo executada e logo aps o ciclo continua de onde parou. Cada interrupo possui um nmero que sua identificao. O bloco que habilita as interrupes esta no link Interrupt da rvore de programao.



Vemos acima onde encontrar o bloco de interrupo e ainda a interrupo 0 associada ao evento 13 que o evento relacionado ao contador rpido HSC1, quando o valor atual deste contador for igual ao valor predeterminado, esta interrupo executada. 9.1 EVENTOS E PRIORIDADES Veremos abaixo uma tabela contendo o nmero do evento, a descrio deste evento e a prioridade da interrupo. A prioridade necessria porque existe a possibilidade de duas interrupes serem habilitadas ao mesmo tempo.NMERO DO EVENTO 8 9 Porta 0: Receber caracteres Porta 0: Transmisso completada 0 0 DESCRIO PRIORIDADE


Automao e Controle_____________________________________________________23 24 25 26 0 2 4 6 1 3 5 7 12 27 28 13 4 15 16 17 18 32 29 30 31 33 21 22 Porta 0: Recepo completada Porta 1: Recepo completada Porta 1: Receber caracteres Porta 1: Transmisso complet Flanco positivo, I0.0 Flanco positivo, I0.1 Flanco positivo, I0.2 Flanco positivo, I0.3 Flanco negativo, I0.0 Flanco negativo, I0.1 Flanco negativo, I0.2 Flanco negativo, I0.3 HSC0 CV=PV HSC0 Mudana de sentido HSC0 Reset externo ativado HSC1 CV=PV HSC1 Mudana de sentido HSC1 Reset externo ativado HSC2 CV=PV HSC2 Mudana de sentido HSC2 Reset externo ativado HSC3 CV=PV HSC4 CV=PV HSC4 Mudana de sentido HSC4 Reset externo ativado HSC5 CV=PV Timer T32 CT=PT Timer T96 CT=PT 0 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2 3


Automao e Controle_____________________________________________________ 10 PARTIDA ELETRNICA (SOFT - STARTER) A chave de partida a estado slido consiste de um conjunto de pares de tiristores (SCR) ou combinaes de tiristores/diodos, para cada fase do motor. O ngulo de disparo de cada par de tiristores controlado eletronicamente para aplicar uma tenso varivel no motor durante a acelerao. Este comportamento , muitas vezes, chamado de partida suave (soft-starter). No final do perodo de partida, ajustveis conforme a aplicao, a tenso atinge seu valor pleno aps uma acelerao suave ou uma rampa ascendente, ao invs de ser submetido a transio brusca, como ocorre com os mtodos de partida por autotransformador, ligao estrela - tringulo, etc. Com isso, conseguese manter a corrente de partida prxima da nominal e com suave variao, como desejado. Alm da vantagem do controle da tenso (corrente) durante a partida, a chave eletrnica apresenta, tambm, a vantagem de no possuir partes mveis ou que gerem arco eltrico, como nas chaves eletro-mecnicas.

2.00 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 CORRENTE DE PARTIDA DIRETA - CORRENTE DE PARTIDA C/SOFTSTARTER - CONJUGADO COM PARTIDA DIRETA - CONJUGADO COM SOFT-STARTER

5. 0

4. 0

3. 0 2. 0

ROTAO (%)

Curva caracterstica de conjugado e corrente para motor com partida suave (soft- starter).


Automao e Controle_____________________________________________________ Este um dos pontos fortes das chaves eletrnicas, pois sua vida til mais longa, assim como dos componentes acessrios (contatores, fusveis, cabos, etc.).Ainda como um recurso adicional, a soft-starter apresenta a possibilidade de efetuar a desacelerao suave para cargas de baixa inrcia. 10.1 - CARACTERSTICAS E BENEFCIOS DAS SOFT-STARTERS Abaixo, esto listadas as caractersticas comumente disponveis em SoftStarters modernas com os benefcios que estas podem fornecer. 10.1.1 - PERFIL DA TENSO DE PARTIDA Conforme ilustrado na figura abaixo, o usurio pode ajustar a tenso inicial (Vp) para igualar a tenso que comea a mover a carga. A tenso ento, aumenta de (Vp) at a tenso da linha durante um tempo ajustvel (tr). Isto assegura umas partidas suaves, livres de choques. Para ajudar a vencer cargas de altas inrcias, a caracterstica " KICK START " (pulso de tenso na partida) est disponvel. Um pulso de tenso a um nvel ajustvel (Vk) aplicado por um perodo tambm ajustvel (tk). A tenso ento, elevada na maneira usual.

Perfil da tenso de partida.


Automao e Controle_____________________________________________________ 10.1.2 - PERFIL DA TENSO NA DESACELERAO A tenso reduzida "instantaneamente" a um nvel ajustvel (Vt) que est normalmente ajustado ao nvel onde o motor inicia a diminuio da rotao. A tenso declina segundo uma rampa ajustvel (Vr2) at a tenso final (Vz) quando o motor ter parado de girar. Neste ponto, a tenso desligada. Este Perfil Triplo de Rampa reduz choques hidrulicos em sistemas de bombeamento porque ele situa o conjunto do perodo de declive onde ele tem seu maior efeito na desacelerao do motor. Este sistema visto na figura abaixo.

Perfil de rampa de desacelerao. 10.1.3 - CONTROLE DA LIMITAO DE CORRENTE A corrente conservada num valor ajustvel (IcI) por um determinado tempo (tcl). Isto permite que cargas de alta inrcia sejam aceleradas com a menor corrente possvel. Isto tambm coloca um limite na corrente mxima, para Muitas cargas de torque constante partidas de motores em fontes limitadas.

tambm se beneficiam deste modo de partida. Devemos notar, contudo, que a capacidade para limitar a corrente de partida a um certo valor no deve ser confundida com a capacidade de acelerar a carga velocidade total aquela corrente.



Perfil da limitao de corrente 10.1.4 - SINALIZAES Sinalizaes por leds, display e rels esto disponveis para dar informaes detalhadas sobre o status (condio) da Soft-Starter e da carga. Isto pode ser levado a um Display Remoto de LED' montado em painel frontal. s

10.1.5 - PROTEO DO MOTOR A figura abaixo mostra o perfil tpico da corrente em uma Soft-Starter. Alm de estabelecer interrupes e bloqueios em caso de falta de fase ou falha do tiristor, algumas unidades so equipadas com rels eletrnicos de sobrecarga. Durante o tempo de partida (Ts) e o tempo de operao (Tr) um rel eletrnico de sobrecarga no motor entra em operao. Durante Rt, o bloqueador de corrente mxima/mnima ativado. A unidade

Apostila Automacao e Controle - 10

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