ApresentaMódulo1_1Fundamentos

Carlos Manuel Ferreira da Silva, Engenheiro Técnico

Conteúdos:Introdução ao autómato Programável; Fundamentos e Programação com PLC;

fundamentos e aplicabilidade, comando vs regulação, estructura de um automatismo,conceito de PLC, sinais analógico e digital, palavra binária, sistemas binário e decimal (conversão),

estados lógicos, operações lógicas, circuitos lógicos e funções lógicas, saída opcional,

terminologia de PC (bit, byte, código binário BCD, código ASCII),contactos N.A. e N.F., elementos lógicos (timer, contador…),

sistemas octal e hexadecimal,operações binárias, complemento para dois de um número binário,

registador de deslocamento, endereçamento (arrays), linguagens de programação,

o que é um PLC e para que serve, controlo de processo, endereçamento de entradas e saídas no Simatic S7,

estrutura do autómato, sensores, actuadores, informação e processamento do programa,

a geração do programa, instruções básicas do PLC Simatic S7.


Fundamentos de Programação com PLCTerminologia de PCSistemas de Controle

FUNDAMENTOS; TERMINOLOGIAprogramação com PLC.

AutomatismoEsquema simplificado de funcionamento de um sistema de comando:


Automatismo


A automação é a tecnologia relacionada com a aplicação de sistemas mecânicos, eléctricos e electrónicos, apoiados em meios computacionais, na operação e controlo dos sistemas de produção; A automação de um processo de fabrico permite quemuitas tarefas de maior perigo imediato (ex.: prensagem, corte, etc. ), ou a médio ou longo prazo (ex.: a soldadura e a pintura com a consequente inalação de gazes), e as repetitivas, possam ser executadas com pouca ou mesmo nenhuma intervenção Humana.


.


Automatismo

– ESTRUTURA DE UM AUTOMATISMOPodemos dividir um automatismo em três blocos:

» - EntradasNeste bloco encontram-se todos os dispositivos que

recebem informações do sistema a controlar. São em geral sensores, botoneiras, comutadores, fins de curso, etc.

» - SaídasNeste bloco temos todos os dispositivos actuadores e

sinalizadores. Podem ser motores, válvulas, lâmpadas, displays, etc..

» - LógicaNeste bloco encontra-se toda a lógica que vai permitir

actuar o bloco de saídas em função dos dados recebidos pelo bloco de entradas. É este bloco que define as características de funcionamento do automatismo. Pode ser constituído por relés, temporizadores, contadores, módulos electrónicos, lógica pneumática, electrónica programada, etc..


Podemos ainda definir como parte de controlo, o conjunto dos blocos de entradas e de lógica.

O bloco de saídas será a parte operativa.


Exemplo

Automatismo de portaNuma porta automática, o motor que acciona a abertura e fecho da mesma, constitui a parte operativa. O sensor de proximidade, os fins de curso, a chave de permissão e toda a lógica de exploração, constituem a parte de

controlo


A realização de um automatismo, implica a execução de uma série de tarefas interdependentes.

A figura abaixo mostra a sequência de operações necessárias à implementação de um automatismo.


Autómato programável ou Controlador Lógico Programável (PLC)exemplos de aplicação


Em representação Grafcet -- Lógica dos Eventos:

Lógica das Sequências:

Lógica das Acções:


O passo inicial acontece com a porta toda aberta ou toda fechada, mas não durante qualquer movimento desta.

O passo 3 é activado através de um pedido de fecho, resultando na porta ser movida até estar completamente fechada (a não ser que o dispositivo de segurança seja activado). Se este é activado, háuma transição para o passo 2.

O passo 2 é activado através de um pedido de abertura (ou uma transição do passo 3), resultando na porta ser movida até estar completamente aberta.

Finalmente, ocorre um retorno ao passo 1 quando a porta volta a estar completamente aberta ou fechada.


Autómato programável

Autómato programável –é um aparelho electrónico digital que utiliza uma memória

programada para armazenar instruções e para implementar funções especificas tais como, operações lógicas, sequenciais, temporizadas e aritméticas para controlo de máquinas e processos.

O funcionamento de um autómato programável é determinado por um programa armazenado na sua memória.

Esse programa é uma sucessão de instruções que o autómato vai realizar e que pode ser escrito em várias linguagens

como a linguagem em diagrama de contactos e a linguagem em lista de instruções.


Ciclo de programa de um autómato


Vamos aplicar as linguagens de programação referidas anteriormente a umexemplo de um circuito eléctrico muito simples:


Sinal analógico e sinal digital

Um exemplo de grandeza analógica é a variação da temperatura ambiente ao longo de um dia;

representamo-la através de um gráfico contínuo (tem uma infinidade de pontos);


Se pretendermos representar as temperaturas de hora a hora, obtemos valores discretos;a grandeza analógica temperatura aparece convertida em uma grandeza digital (representada por um gráfico de valores discretos);


As variáveis podem ser:

contínuas ( digitalização variáveis discretas)e

digitais do tipo binário em que apenas se pode distinguir um acontecimento entre dois, existindo dois estados diferenciados ( exige-se um grande número de variáveis porque têm baixa capacidade de representação de informação)

Representação da variação de uma grandeza:

Sinal analógico gráfico de valores contínuosSinal digital gráfico de valores discretos

Um sinal analógico pode ser convertido em um sinal digital e vice-versa (conversão A/D e conversão D/A).


Conversão de um sinal analógico em um sinal digital

Efectua-se por amostragem do sinal analógico a intervalos de tempo iguais, e pela quantificação das amostras.

Como representar os valores na forma digital?por níveis e pelo seu equivalente binário


Representação binária

Por exemplo o número decimal 226 pode ser representado no sistema binário pelo numero 11100010;

no sistema decimal (10 DÍGITOS) 22610 = 2 x 102 + 2 x 101

+ 6 x 100

pesos 2,1,0 (200 + 20 + 6)

no sistema binário (2 DÍGITOS)111000102 = 1 x 27 + 1 x 26 + 1 x 25 + 0 x 24 +

pesos 7,6,5,4,3,2,1,0 + 0 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 2 0 == 128 + 64 + 32 + 0 x 16 + 0 x 8 ++ 0 x 4 + 1 x 2 + 0 x 1 == 22610

do mesmo modo 1210 = 1 x 101 + 2 x 100 = 10 + 2e 11012 = 1 x 23 + 1 x 22 + 0 + 1 x 20 =

= 8 + 4 + 1 = 1310


SistemasDECIMAL BINÁRIO


Sistema decimal10 dígitosos pesos são potências de 10 (base 10)o peso indica a posição de cada dígito, da direita para a esquerda

53 = 50 + 3 = 5 x 101 + 5 x 100 = N10

um número pode ser representado por uma sequência de dígitosN = di......d3d2d1d0, d-1d-2d-3....d-k

| | | |MSD LSD MSD LSD

--------------- -------------parte inteira parte fraccionária

LSD = least significant digit, dígito menos significativoMSD = most significant digit, dígito mais significativo


A contagem processa-se do seguinte modo

0 10 20 30 1 11 21 31 2 12 22 32 3 13 23 etc4 14 245 15 etc6 167 etc89 19 29 39 ........99

começamos com o 0 e quando esgotamos os dígitos, quando chegamos ao 9, recomeça-se colocando um segundo dígito àesquerda.

Sistema bináriotem dois dígitos, de 0 a 1os pesos são potências de 2 (base2)


No sistema binário começa-se a contar a partir do 0 e depois do 1 acrescenta-se um novo bit à esquerda;

0 1 10

11 100 101 110111 1000

10011010etc

com n bits podemos contar de 0 até ao maior valor dado por2n-1 ;

o peso, da esquerda para a direita, do dígito imediatamente seguinte é metade do peso do dígito anterior;


Conversão binário - decimal

Para convertermos um número binário no seu equivalente decimal multiplicamos cada bit pela potência de base 2 do seu peso;

ex:34 em binário será 100010;

de facto 25<34<26, e são então necessários 6 bits porque o número mais alto que se pode representar com 5 bits é 2n-1=25-1=31 dado que o peso maior usando 5 bits é 4 (24, sendo os pesos 0,1,2,3 e 4);

então 1000102=1x25 + 0+ 0 + 0 + 1x 21 + 0 == 32 + 2 = 3410


REGRA


Sinais digitais: contém informação binária“1” ou “0”


Estados lógicos


Operações lógicas


Circuitos lógicos

Os circuitos cujos componentes interligados realizam operações análogas às que indicam os operadores lógicos chamam-se circuitos lógicos.

A implementação

destes circuitos faz-se com:contactorescontroladores lógicos programáveis (PLC, são os autómatos

programáveis)microprocessadores menos potentes (são microcontroladores

já com memória integrada).

O circuito lógico mais complexo é o microprocessador (os microchips, circuitos integrados, integram milhões de componentes).


Exemplos de aplicação:

1- um sistema de detecção de incêndio com vários sensores (ENTRADAS) e uma campaínha para alarme (SAÌDA);

se qualquer uma das entradas for activada, a saída é accionada;a campaínha toca se pelo menos uma das entradas fôr activada;

activado=verdadeiro V desactivado=falso F

sensor 1 sensor 2 sensor 3 ....... campaínha(entrada 1) (entrada 2) (entrada 3)..... (saída)

----------------------------------------------------------F F F FF F V VF V F V. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V V V V


No sistema do exemplo anterior é implementada a operação lógica OU (inclusivo), a disjunção, em inglês OR, tal como acontece com a ligação de interruptores em paralelo.

2- Uma campaínha (SAÍDA) toca se o motorista ligar o motor do carro (ENTRADA 1) sem ter afivelado o cinto de segurança (ENTRADA 2);

consideraremos neste caso a saída sendo Verdadeira se a campaínha não estiver activada;

quando o êxito (procedimento correcto) acontece, a campaínha não toca, e a saída=V ;

se entrada 1=V e entrada 2 =V , saída=V(ligar motor) e (afivelar cinto)

todas as entradas têm de ser V (verdadeiras) para que a saída seja V;


No exemplo seguinte verifica-se que existe uma saída opcional (pode tomar um valor Verdadeiro ou Falso, “1” ou “0”, neste caso só quando ambas as entradas são Falsas)

Neste último exemplo é implementada uma operação lógica E , a conjunção, em inglês AND, tal como acontece com a ligação de interruptores em série;

entrada 1 entrada 2 saída(ignição do motor) (afivelar cinto) (campaínha não

tocar)-------------------------------------------------------

F F X V F FV V V


dois estados discretos

Os circuitos lógicos são capazes de assumirem dois estados diferentes, considerados verdadeiro ou falso, 1 ou 0;

chama-se-lhes estados binários, e representam dois estados de tensão eléctrica diversos, por exemplo 0 e +5 Volt;

é prático representar o nível de tensão 0 pelo símbolo 0, e o nível de tensão +5V pelo símbolo 1;

os símbolos 0 e 1 são dígitos (algarismos) binários;

Os números podem ser representados por combinações destes dígitos binários.

Representação decimal e binária:Sistema decimal 10 dígitos (0 a 9)Sistema binário 2 dígitos (0 e 1)


Variável lógica


Funções lógicas


“NOT”a inversão em binário funciona como se fizéssemos 1 - A = X. Ou seja, 1 - 0 = 1 e 1 - 1 = 0.


Circuito lógico combinatório


BIT é a unidade de informação binária (0 ou 1)

BYTEé uma palavra binária de oito bitspor exemplo 10111011

1KByte são 1024 bytes (210)

Códigos digitaissão combinações de dígitos binários, representando números, letras e símbolos;são a linguagem dos computadores e outros equipamentos electrónicos digitais.

Código ASCII (American National Standard Code for InformationInterchange)

é um código alfanumérico standardizado, usando um conjunto de caracteres codificado, que é utilizado para troca de informações entre sistemas de processamento de dados, equipamentos de comunicações e outro equipamento associado.


Códigos digitaissão combinações de dígitos binários que representam números, letras e símbolos;qualquer elemento discreto de informação pode ser representado por um código binário;Exemplo: Código BCD

O código binário é a base de vários sistemas de codificação de informação;

com 8 bits podem representar-se apenas 256 combinações o que éinadequado para a representação de números elevados; e o uso de um código binário de 8 bits inalterado, não permite a detecção de erros de transmissão;

ruído eléctrico erros na transmissão utilização de métodos de detecção de erros

Para o uso com números, o código binário foi modificado de modo a serem necessários apenas os 4 primeiros bits de peso menor;

surgiu o código BCD (binary-coded-decimal):


O código BCD conta em binário de 0 até 9, e com 4 bits,

0000 0001 0010 0011 0100 0101 0111 1000 1001

não sendo válidas as restantes combinações;cada dígito decimal é representado com 4 bitsUsando um código de 8 bits, em BCD o número 10 é representado

por 0001 0000BCD----- -----1 0

A sequência do código BCD usa uma segunda palavra de 8 bits para representar cada sucessiva coluna decimal:


o número decimal 4983 ficará assim representado por

00000100 00001001 00001000 00000011----------- ----------- ----------- -----------

4 9 8 3

O código ASCII é baseado na progressão binária em que os primeiros 3 bits especificam se os 4 bits seguintes representam um número, uma letra ou um caractere;

“A” = 100 0001 “a” = 110 0001

Uma extensão do código BCD é um código alfanumérico de 7 bits sendo acrescentados aos 4 bits do BCD 2 bits extra para representação de letras e pontuação, e um sétimo bit usado para providenciar paridade par, para detecção de erros.


Circuitos lógicosCódigo BCD 7 segmentos

Display de 7 segmentosEm determinado instante t a amplitude de um sinal analógico vale 3V e este valor é codificado em BCD 7 segmentos de modo a ser visualizado no display formado por 7 leds;

os leds acendem quando as saídas Y0 a Y6 estão no nível baixo, 0;sendo um único display então só são válidas as combinações equivalentes aos

números decimais de 0 a 9 (em código binário natural, BCD);

D C B A Wn Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0-------------------------------------------------0 0 0 0 W0 1 0 0 0 0 0 00 0 0 1 W1 1 1 1 1 0 0 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1 1 1 W15 1 1 1 1 1 1 1

Reproduzindo o quadro acima para um valor amostrado no instante t:0 0 1 1 W3 0 1 1 0 0 0 0


Nos computadores digitais, os números são representados de forma binária, já que,de uma forma geral, uma acção pode ter apenas dois estados diferentes:Ligado/desligado - 0/1 - sim/não - aceso/apagado, etc.,.


PARA RELEMBRAR

1 - Converta o número binário 100010 , no seu equivalente decimal.2 - Indique as funções que são executadas nos dois circuitos seguintes:

3 - Complete a tabela seguinte:


Contactos NORMALMENTE ABERTOSNORMALMENTE FECHADOSTomemos o exemplo dos fins de curso ou dos relés:

.


N.O. (N.A.)N.C. (N.F.)


Contacto activo a “1” – lógica positivaContacto activo a “0” – lógica negativa

Nos autómatos programáveis é frequente o uso da tensão DC 24V como tensão de controle (fornecida pela fonte de alimentação).

Ao nível de 24V aplicado numa entrada quando o actuador respectivo muda de estado, corresponde o estado “1” (alto, high) para esta entrada. Assim a 0V corresponde o valor lógico “0” (baixo, low).

Mas temos de considerar se o switch ( contacto) actuador é N.A. ou N.F..Um contacto N.A. é activo a “1”, e fornece um sinal lógico “1” quando é operado.

Nos sistemas de controle em malha fechada, os sensores são geralmente activos a “1”. Mas uma aplicação típica para um actuador (ou transmissor do sinal) activo a “0”, é o botão de emergência. Um botão de emergência está sempre “ON” (flui corrente eléctrica através dele) no estado não actuado (estado “1”neste caso), e fornece o sinal com valor “1” lógico à entrada onde estiver conectado.

Se a operação de um botão de emergência implementar uma certa reacção (por exemplo todas as válvulas fecharem), então esta operação tem de ser desencadeada com um sinal “0”.


Exemplocilindro pneumático comandado por electro-válvula


Exemplointerruptor “desliga”(e a saída “relé_1” como um bit de um registo de memória do PLC)


Sistema octal

tem oito dígitos, de 0 a 7os pesos são potências de 8 (base8);

A contagem no sistema octal faz-se do seguinte modo:

0 10 20 30 .......... 70 100 200 ..... 1000 etc1 11 21 31 71 101 etc2 12 22 32 etc3 13 23 etc4 14 etc5 15

6 16 767 17 27 37 47 .... 77 107 207 ..... 1007

110 210 ...... 1010111 etc112etc

A base é 8 (= 23) e qualquer dos dígitos 0 a 7 do sistema octal é representado por três bits no sistema binário;


Sistema hexadecimal

tem dezasseis dígitos, 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,Fos pesos são potências de 16 (base16);

A contagem no sistema hexadecimal faz-se do seguinte modo:0 10 20 30 ..........90 A0 B0 ........ F0 100 200 etc1 11 21 31 etc2 12 22 323 13 23 etc4 14 etc5 15 6 16 7 etc89 ABCDE 1EF 1F 2F 3F ........ 9F AF BF ...... FF 10F etc

11Fetc


O sistema hexadecimal é então constituído por 16 símbolos;

como apenas existem 10 algarismos, os restantes símbolos deste sistema são as seis primeiras letras do alfabeto;as letras representam quantidades;

Cada um dos dígitos deste sistema pode ser representado por um número binário de 4 bits;os códigos utilizados nos sistemas digitais têm número de bits em geral múltiplo de 4 o que privilegia o uso do sistema hexadecimal na representação de números e códigos;


A base é 16 (= 24) e qualquer dos dígitos 0 a F do sistema hexadecimal érepresentado por quatro bits no sistema binário:

hexadecimal binário0 00001 00012 00103 00114 01005 01016 01107 01118 10009 1001A 1010B 1011C 1100D 1101E 1110F 1111


Adição binária

no sistema decimal quando uma coluna de números cresce para além do 9, que é o dígito mais alto, um “e vai um”, o carry, é transportado para a coluna seguinte enquanto que a primeira coluna retorna ao valor zero; resulta assim o número 10; se as duas primeiras colunas chegam ao 99, o carry é transportado da primeira coluna para a segunda e da segunda para a terceira resultando o número 100;

adição decimal11

999+ 1-------1000

no sistema binárioquando 1 é adicionado a uma coluna de um número binário, a primeira contagem muda a coluna de 0 para 1; quando mais um 1 é adicionado, um carry é adicionado à coluna seguinte; resulta o número binário 10; adicionando 1 ao 10 não aparece carry neste caso;


1 11001 010 011

+ 1 + 1 + 1----------- -------- ---------

010 011 100

0 + 0 = 00 + 1 = 11 + 0 = 11 + 1 = 0 com transporte de 1 )


Adição em BCD

os resultados superiores ao decimal 9 não são correctos;

o somador em BCD deveadicionar dois grupos de 4 bits codificados em BCDdetectar se a soma é superior a 1001 (910), e caso se verifique essa

situação deverá adicionar 0110 (610) ao valor obtido, e produzir um carrypara o próximo dígito decimal;

1ex: 24 0010 0100+ 17 + 0001 0111

------- --------------41 1011 não válida

0110 correcção--------------0100 1 0001

0100 0001 BCD = 4110


outro exemplo em BCD 0111+ 0101----------

1100 não válido+ 0110---------

100100001 0010BCD = 1210

Representação de números na forma de complemento para dois:representação de números positivos e negativos

a subtração binária é executada através da operação soma;a fim de distinguir o sinal de um número,

usa-se o bit mais à esquerda (o MSB) como bit de sinal;normalmente o valor 1 indica sinal negativo, e o valor 0 indica sinal

positivo;

ex: 19 = 0 10011| ------- valor absoluto

bit de sinal


Complemento para dois de um número binário

no sistema bináriocomplemento para 1 de 0 é 1complemento para 1 de 10 é 01; é o resto para 11 complemento para 1 de 010011 é 101100;

é o resto para 111111, isto é, para o número (2n+1-1);

o complemento para 1 de um número obtem-se complementando-se o mesmo, isto é trocam-se os 1s por 0s e vice-versa;

o complemento para 2 de um número de n bits é a diferença para o número de 2 n+1 (em binário, 1 seguido de 0s);obtém-se complementando-se o número e somando-lhe uma unidade, isto é,

complemento para 2 = (complemento para 1) +1

Representamos o número -19 sob a forma de complemento para 2, da seguinte forma:

sendo 19 = 0 10011 , o complemento para um de 010011 é101100; adicionando-lhe uma unidade obtemos 1 01101; -19 = 1 01101 (bit de sinal = 1).


Multiplicação binária

procede-se do mesmo modo que com os números decimais

Mas a sua implementação faz-se com somadores e registadores de deslocamento (shift registers), de acordo com o seguinte algorítmo:

algorítmo de Booth

inicializa-se a zeros o produto parcialenquanto houver bits do multiplicador para analizar fazer:

se bit = 1 entãosomar multiplicando com produto

parcialshift (deslocamento) para a direita do produto parcial

senãoshift para a direita do produto parcial

fim do sefim do enquanto


Registadores de deslocamento (shift registers)

O shift register é composto por uma série de latches;

latch é uma memória simples que retém os dados até o sistema provocar a mudança;

aceita simplesmente um input de valor high ou low e retém esse valor apresentando-o na saída.

Os latches são ligados de tal modo que vão aceitando bits sucessivos e retendo-os até um bit seguinte ser recebido;ex: operação circula para a esquerda

O shift register pode ser carregado com dados em paralelo, e estes serem apresentados (clocked) na saída série;ou receber uma palavra de bits em série e torná-los disponíveis nas saídas série ou paralelo;


Array de bits e bytesendereçamento


linguagens de programação

• STL � “Statement List” – lista de instruções;• LAD � “Ladder Diagram” – lógica de contactos;• CSF � ”Control System Flow-Chart” – blocos funcionais;• Grafcet � gráfico funcional de comando etapa transição.

• STL – lista de instruçõesObedece à norma Din 19239; Os nomes das operações lógicas, instruções,

variam de fabricante para fabricante de autómatos programados;• As operações lógicas são efectuadas em função dos valores lógicos das entradas, saídas, contadores, temporizadores, etc. Sendo atribuído o resultado a outra variável.

• LAD – lógica de contactosLinguagem gráfica;

• Verifica a passagem de corrente por diversos sensores com o objectivo de fazer actuar uma saída (actuador).

Contactos abertos e fechados


e ainda….linguagem estruturada


O que é um PLC e para que servePLC = programmable logic controler


O PLC controla um processo em que os actuadores são ligados como saídas do autómato


O PLC recebe a informação por meio de geradores de sinais que a ele ligados constituem as entradas do autómato


O PLC comunica com as entradas e saídas (Input/Output) identificando-as pelo seu endereço


Processamento do programa


Estrutura do autómato


Dito de uma forma simplista, os autómatos programáveis, são constituídos por um"cérebro", o CPU (Unidade Central de Processamento), por memória e por blocos deentradas e saídas, quer sejam do tipo digital quer do tipo analógico, que permitem aosistema receber informações provenientes da instalação (via sensores e/ouinstrumentação de medida e/ou redes de comunicação industriais) e também actuarsobre esta. São compactos, modulares, multifunções ou para arquitecturas deautomatismos complexas, funções especiais, entradas/saídas à distancia...


As entradas e saídas constituem as ligações físicas do autómato com o exterior. Para nós, são simples terminais de ligação mas para o autómato, é um sistema que:Transforma um sinal eléctrico num estado lógico (0 ou 1) para as entradas.Transforma um estado lógico (0 ou 1) num sinal eléctrico para as saídas


O bus serve para fazer a comunicação entre todas as partes no seu conjunto. É a ferramenta de diálogo interno do autómato.


Uma word é a zona em memória que contêm um valor numérico. Ela é utilizada para reter uma duração de temporização, um valor de contagem...

A unidade central ou processador

A unidade central chamada também de processador constitui o cérebro do autómato.

É ela que:Lê os valores dos sensores.Executa o programa com os dados contidos na memória.Escreve as saídas ligadas aos accionadores.

A memóriado autómato pode conter dados ou um programa.

A memória do autómato contém o programa a executar mas também os dados utilizados por esse programa (valores de temporizadores, monoestáveis, contadores...).

É o local onde são armazenadas todas as informações contidas no autómato. Sem memória, um autómato não pode funcionar.

Pode ser de dois tipos: RAM ou ROM. A memória RAM pode ser escrita ou lida, a memória ROM só pode ser lida.


Um bit é a zona em memória que pode ter dois valores: 0 ou 1.

A interface entrada/saída

A interface entrada/saída permite não só transferir para o autómato o estado dos sensores, mas também enviar as ordens para os accionadores, por exemplo os relés, os contactores...

A alimentação

Os autómatos podem ser alimentados a 24Vdc ou 230Vac. Quando são alimentados a 24Vdc a fonte e alimentação é externa. Quando a alimentação é de 230Vac são ligados directamente à rede eléctrica e têm uma fonte de alimentação interna

O módulo de comunicação

O autómato constitui o cérebro do automatismo, ele contém um programa que descreve as acções a efectuar. Esse programa realizado no computador, deve ser transferido para o autómato, é o trabalho deste módulo.Nalguns autómatos o módulo de comunicação é interno, ele só é visível pelo seu ligador.


Regra geral, um autómato tem mais do que uma saída. Para que o número de terminais não seja exageradamente elevado, é frequente agruparem-se saídas, havendo para o efeito um terminal comum. Deve haver algum cuidado ao efectuar as ligações, pois deve assegurar-se que num mesmo comum não se juntem sinais incompatíveis.

Este tipo de saída é o mais frequentemente usado, por ser o mais versátil. Pode comutar correntes contínuas ou alternadas, de tensões muito diversas.

Saída por transístorEste tipo de saída usa um transístor que recebe na "base" o sinal lógico

proveniente do CPU; os terminais do "colector" e "emissor" são acessíveis do exterior, para ligação aos circuitos a controlar. Para que possa existir isolamento galvânico entre o CPU e os circuitos exteriores ao autómato, éfrequente usar (em vez de um vulgar transístor) um fototransístor.

Este tipo de saída é usada quando os sinais a controlar são de corrente contínua, baixa tensão, baixas correntes e de frequência elevada.


Funcionamento do autómato


Actuadores – promovem a mudança de estado da parte operativa, o quecorresponde a pôr em funcionamento determinados mecanismos.� Sensores – destina-se a captar informação da parte operativa, sobre a forma dumsinal com dois níveis para caso dos sensores lógicos.


Sensores- São dispositivos que mudam de comportamento sob a acção de uma grandezafísica, podendo fornecer directamente ou indirectamente um sinal que indica estagrandeza.


Sensores


Informação


Variáveis


Elementos de memória monoestáveispor exemplo - relés(em que a variável de entrada é a excitação da bobina)- válvula 3/2(variável de entrada é o comando da linha de piloto)- circuitos integrados (têm conceito mais alargado)


Elementos de memória bi-estáveismuitas vezes com entradas designadas por SET e RESETsão os relés com memóriapor exemplo os “flip-flops” (electrónica digital)


Ciclo de programa


O que é um programa?


O que é a linguagem de programação?


A linguagem lista de instruções


A linguagem de contactos


Um exemplo


Operação OR


operação negação


Como gerar o programa


Instruções básicas do Simatic S7-300


Simbologia das instruções básicas


Aconselha-se a leitura do livro “Automação Industrial”, de J. Norberto Pires, ETEP -edições técnicas e profissionais

BIBLIOGRAFIA:

• Manuais Siemens• Siemens Training Documents for the Company - Wide Automation Solution• Módulo de formação Circuitos Lógicos (Carlos Ferreira da Silva)• Automatismos e Autómatos (schneiderelectric e Lucínio Preza de Araújo)• Automação Naval (Lucínio Preza de Araújo)• Sebenta de Automação e Controlo (Eng.º Toni Dos Santos Alves – E.S.T. Abrantes 2003)• Módulo Automação (Carlos Ferreira da Silva), Curso Mecatrónica3 – IEFP• A Programação no SIMATIC STEP7 Micro/WIN (Bruno Marques – Escola Superior de

Tecnologia de Viseu, Instituto Politécnico de Viseu)

entre outros que serviram de fonte de inspiração ou como fonte de imagens.

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