Automação e Controle - Universidade Federal Rural do ... · Automação e Controle Dispositivo de...

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIUNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI--ÁRIDOÁRIDOCURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOCURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

Automação e ControleAutomação e ControleDispositivo de Selagem de Doce de Leite HI

Profª Danielle Casillo

Estudo de Caso: Dispositivo de Selagem de Doce de L eite HI

� Dispositivo de Selagem de Doce de Leite (DSDL 1)

� Objetivos:

� Inserir tampa no produto;

� Preparar Empacotamento.

Produto

PacoteTampa

Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900

DSDL 1: Principais Componentes

3 4

2

1) Esteira transportadora;2) Sinalização do processo;3) Posto de fixação de tampa;4) Sistema de empacotamento.

1


DSDL 1: Fluxograma do Processo

Movimenta Esteira

Não

Início

Peça Posicionada?

Pronto para Embalar?

EmbalagemFixa Tampa

Sim Sim

Não


DSDL 1: Dispositivos de Controle (Atuadores)

� Atuadores: Dispositivos que exercem ação sobre o processo� Podem ser: elétricos, mecânicos, pneumáticos, hidráulicos etc.� Quais atuadores existem no DSDL 1?

� Motor da esteira de transporte;

Cilindro para fixação da tampa;� Cilindro para fixação da tampa;

� Máquina de empacotamento

� Como seria a operação manual do Dispositivo de Selagem de Docede Leite ?

� Lâmpadas de Sinalização


DSDL 1: Operação Manual

1) Ligar a esteira até que oproduto chegue ao local defixação de tampa

2) Quando o produto estiverposicionado, acionarcilindro de fixação de tampa

3) Quando o número de produtos for suficiente, acionar empacotamento


DSDL 1: Como integrar Informações do Processo e atu adores

Pedal de movimentação

da esteira

Motor da esteira

Cilindro de fixação de

tampa

Liga Máquina

Movimenta Esteira

Peça Posicionada?


Existe Tampa?

Embalagem

Fixa TampaRejeita Peça

Sim Sim

Sim

Não

Não Não

Liga Máquina

Movimenta Esteira

Peça Posicionada?


Existe Tampa?

Embalagem


Sim Sim

Sim

Não

Não Não

Botão de fixação da tampa

tampa

Botão de ativação do

empacotamentoDispositivo de

empacotamento

Sinalização de esteira parada

ou em movimento


CLP: Como as saídas digitais controlam os atuadores

Relê acoplador

Contator 220VAC

Motor 220VAC

Lâmpada sinalizadora

Circuito comando 24 VDC

Circuito de potência trifásico

CLP

sinalizadora

Cilindro pneumático

Dispositivo de empacotamento

Relê acoplador

Válvula eletro-pneumática

Circuito pneumático

Circuito de potência monofásico


CLP: Diferença entre entrada e saída. Digital ou an alógica?

� Informações do processo � entradas no CLP;

� Saídas do CLP � atuadores do processo;

� Entradas e saídas digitais (dois valores: ligado ou desligado);

� Entradas e saídas analógicas (número finito de valores:� Entradas e saídas analógicas (número finito de valores:resolução).

tempo

y

tempo

y

Sinal DigitalSinal Analógico


� Conhecimento do processo;

� Levantamento de requisitos de I/O;

� Especificação do equipamento;

DSDL: Etapas para implantação da automação

��

��

��

Número de entradas digitais e analógicas?

� Especificação do equipamento;

� Projeto elétrico / pneumático;

� Desenvolvimento do programa;

� Testes do desenvolvimento.

?

?

?

��

Número de saídas digitais e analógicas?


DSDL: Projeto elétrico sem CLP


DSDL: Projeto elétrico com CLP


Kit de treinamento

Entradas Digitais

CLP eZAP900

Saídas Digitais


SPDSW: Ambiente de programação do CLP

� Objetivo:� Ferramenta de programação, configuração e supervisão

� SPDSW:� Gratuito;� Disponibilidade de atualizações;� Linguagem de programação;� Plataforma única de desenvolvimento;

Liga Máquina

Movimenta Esteira

Peça Posicionada?


Existe Tampa?

Embalagem


Sim Sim

Sim

Não

Não Não

Liga Máquina

Movimenta Esteira

Peça Posicionada?


Existe Tampa?

Embalagem


Sim Sim

Sim

Não

Não Não


SPDSW: Tela Principal

Área de comandos

Barra de status

Painel do controlador

Painel do projeto


SPDSW: Conexão com o CLP

A(Status da conexão)

BB(Porta de comunicação do PC)


SPDSW: Eliminação do programa do CLP


SPDSW: Criando um projeto novo

Este campo identifica o projeto no CLP

Janela do projeto

corrente


SPDSW: Criando um projeto novo

Botão direito do mouse na janela do

projeto corrente

Menu Principal

Janela do projeto corrente


SPDSW: Definindo o controlador a ser utilizado no p rojeto

A

ou

B

C


SPDSW: Editor Ladder e documentação do programa

Comandos do Editor

Barra de Funções do ProgramaPrograma

Editor do Diagrama

Ladder


SPDSW: Identificando as entradas e saídas (I/O´s) n o CLP

Lista de Identificadores (F7)A


DSDL 1: Identificando os I/O´s no processo

O0003

O0000

O0001

O0002

I0002

O0004

I0000I0001


SPDSW: Etapas da implementação do programa ladder

� Etapa 1: Ativação do motor da esteira e sinalização doprocesso;

� Etapa 2: Acionamento do cilindro de fixação e da máquina deempacotamento;


Etapa 1: Acionamento da Esteira e Sinalização do Pr ocesso

� Funcionalidades a serem Implementadas:

� Ligar motor da esteira (O0000) se a chave de liga esteira (I0000) estiver pressionada;

� Ligar sinalização de processo em operação (O0002 – Lâmpada verde) se a esteira estiver ligada;

� Ligar sinalização de processo parado (O0001 – Lâmpada vermelha) se esteira � Ligar sinalização de processo parado (O0001 – Lâmpada vermelha) se esteira estiver desligada (ou em falha);

� Conceitos abordados:

� Documentação do programa ladder e de operandos;� Endereçamento de entrada / saída digital;� Principais comandos do editor (copia, recorta e cola, inserção e remoção de

linhas, movimentação de blocos);� Elementos básicos: Contato NA / NF e bobina;� Bloco de fim de programa.


Etapa 1: Conceitos necessários

� Ligar motor da esteira �se a chave de liga esteiraestiver ligada ;

� Ligar sinalização de processo em � se a esteira estiver ligada ;funcionamento funcionamento

� Ligar sinalização de processo parado � se esteira estiver desligada ;

Contato NA

Contato NFRelé


Etapa 1: Acionamento da esteira e sinalização do pr ocesso

Elementos Utilizados :

Funções Básicas

Contato NA

Contato NF

Relé

Funções de Fluxo

Relé

Fim de Programa

Conexão Vertical

Conexão Horizontal


SPDSW: Utilizando o HELP do SPDSW

1) Posicione o cursor sobre o elemento do Editor2) Pressione as teclas “CTRL+H”

Acesso ao Help de um comando qualquer

1) Selecione com o mouse o comando no menu

2) Sem clicar no comando selecionado,

pressione F1

Acesso ao Help dos elementos do editor

Acesso ao Help do menu principal


SPDSW: Salvando o programa e transferindo-o para o controlador

Carregar um programa no controlador Salvar o programa corrente


SPDSW: Ativando o programa carregado e depurando

Se I0 está desligada, O1 éSe I0 está desligada, O1 éacionada.

Se I0 está ligada, O0 e O2 sãoacionadas .

Ativando depurador da tela principal

Ativando depurador do Editor Ladder


Etapa 2: Acionamento do Cilindro de Fixação e Dispo sitivo de Empacotamento

� Funcionalidades a serem implementadas:

� Ligar cilindro de fixação (O0003) se o botão liga cilindro (I0001) estiverpressionado;

� Ligar dispositivo de empacotamento (O0004) se o botão ativaempacotamento (I0002) estiver pressionado;

� Não permitir que a esteira seja acionada quando o cilindro de fixação da� Não permitir que a esteira seja acionada quando o cilindro de fixação datampa for acionado. Manter a sinalização de processo em operação (O0002)acionada durante a etapa de fixação da tampa.

� Conceitos abordados:

� Lógica “E” através de contatos NA e NF;� Intertravamento.

No programa Ladder atual, inclua novas linhas e / o u altere as atuais para implementar as funcionalidades desta etapa!


Etapa 2: Conceitos Necessários


DSDL 1: Substituindo a percepção humana

� Que elementos substituem a percepção humana?� Como identificar falhas e eventos de forma automática?

Embalagem está na posição correta para fixação da tampa?

Visão responde Sensor responde


DSDL 1: Substituindo a percepção humana por sensore s

� Sensor de presença para identificar produto na posição deselagem;

� Sensor de presença para contabilizar o número de produtosdentro da máquina de empacotamento;

� Botão Liga / Desliga processo;

� Sensor de proximidade para verificação da existência detampa;

dentro da máquina de empacotamento;

� Sinal da máquina de empacotamento indicandodisponibilidade para um novo processo de empacotamento.


DSDL 1: Identificando os sensores no processo

I0001I0003

I0004

I0000

I0002


DSDL 1: Fluxograma do Processo

Movimenta Esteira

Peça Posicionada?


Não

NãoExiste

Tampa no Alimentador?

Início

Sim

EmbalagemFixa Tampa

Sim Sim

Sim

Não

Recarrega Alimentador


SPDSW: Etapas da implementação para operação automática

� Etapa 3: Tratamento da falta de tampa no reservatório;

� Etapa 4: Temporização da fixação de tampa;

� Etapa 5: Sinalização de falta de tampa;

� Etapa 6: Fixação automática da tampa do produto;

� Etapa 7: Empacotamento automático de produtos.


Etapa 3: Verificação de presença de tampa no reserv atório


� Se não houver tampa no alimentador (I0003), parar a esteira (O0000);� Nesta condição, a sinalização de processo parado O0001 deve seracionada e a sinalização de processo em operação O0002 deve serdesligada.�A esteira (O0000) deverá permanecer desligada até que a chaveliga/Desliga processo I0000 seja desligada e ligada novamente;

� Conceitos novos abordados:

� Contatos auxiliares;� Elementos de memória Flip Flop (SET e RESET).



A esteira deverá permanecer desligada até que I0000 seja desligada e ligada novamente .

Contato Auxiliar (R)Contato Auxiliar (R)


� Ativa estado a cada transição de subida

� Reseta estado a cada transição de subida

� SET

� RESET

Oxxx

Oxxx


ON

OFF

Entrada

SET

RESET


Etapa 3: Verificação de presença de tampa

Elementos Utilizados:

Funções Básicas

Flip Flop tipo Set

Flip Flop tipo Reset


Etapa 4: Fixação da tampa

� Funcionalidades a serem Implementadas:

� Quando a entrada I0001 for acionada, avançar o cilindro de fixação detampa (O0003) por 5 segundos e, ao final deste tempo, recuá-lo paraposição de repouso mesmo que a entrada I0001 continue acionada.


� Memórias inteiras e definição de constantes;� Base de tempo do CLP da HI Tecnologia e utilização do Timer;� Sequenciamento.



... avançar o cilindro de fixação de tampa por 5 segundos e, ao final destetempo, recuá-lo para posição de repouso, mesmo que a entrada I0001continue acionada.

Memória Inteira (M)Constante Inteira (K)Constante Inteira (K)


Parâmetros

P1 - Memória de contagem de tempo

P2 - Memória de carga de tempo (resolução 0.01s)

SPDSW: Utilização do TEMPORIZADOR

P1P1P1P1P1 = P2

SH

P2P2P2P2

R

S

P1 = P1 -1 a cada 10 ms

P1 = P2

P1 =0

TMR

R


Etapa 4: Documentação e Definição de Constantes e M emórias Inteiras


Etapa 4: Fixação da tampa


Funções Básicas

Temporizador


Etapa 5: Sinalização de falha


� Na sinalização de falha, a lâmpada vermelha deve ficar piscando de 1em 1 segundo. A falha só é apagada depois que o botão de liga / desligaprocesso for desligado e ligado novamente.


� Utilização do Flip-Flop Oscilador;� Utilização do Flip-Flop Oscilador;



EntradaON

OFF

� Inverte estado a cada transição de subida

� OSCILADOR

OSCILADOR


Atualização do mapa de

saídas

Atualização do mapa

de entradasVerificação

do Programa de Aplicação

Inicialização do Programa de Aplicação


Execução do Programa de

Aplicação

Inicialização do Hardware

de Aplicação

Power up do Sistema Ciclo de Scan


Etapa 5: Flip-Flop Oscilador e TIMER gerando pulsos


Funções Básicas

Flip Flop Oscilador

...

Tempo|------|1seg

|------|1seg

R3


Etapa 5: Sinalização de falha


DSDL: Operação automática

� Etapa 6: Fixação automática da tampa do produto;

� Etapa 7: Empacotamento automático de produtos.


DSDL: Substituindo botões por sensores

Botão liga / desliga cilindro de fixação

I0001

Botão liga / desliga dispositivo de

empacotamento

I0002


Etapa 6: Fixação automática da tampa


� Quando a entrada I0001 for acionada, avançar o cilindro de fixação detampa(O0003) por 5 segundos e, ao final deste tempo, recuá-lo para

posição de repouso, mesmo que a entrada I0001 continue acionada.

� Ao final do tempo de 5 segundos, a esteira deverá ser acionadanovamente.


Etapa 6: Fixação automática da tampa

� A solução é simples e pode ser implementada utilizandooperandos e informações já presentes no programa.

A


Exercício extra

� Ao final do tempo de fixação, aguardar 0,5 segundo antes de ligara esteira para garantir que o cilindro não está em contato com oproduto quando a esteira for acionada novamente;


Etapa 7: Realizar empacotamento do produto


� Parar a esteira quando 12 produtos passarem pelo sensor de presençada entrada do dispositivo de empacotamento;� Acionar o dispositivo de empacotamento e aguardar o sinal do

Dispositivo (I0004) indicando que o equipamento terminou oempacotamento;

� Conceitos novos abordados:� Conceitos novos abordados:

� Função de movimentação (MOV);� Relê de pulso;� Funções matemáticas e funções de comparação.



� Contabilizar produtos

� Comparar com quantidade (exemplo: 12produtos)

� Zerar contagem depois de 20 segundos



Parâmetros:

� P1 - Operandos (M, K, D, Q);

� P2 - Operandos (M, K, D, Q);

� P3 - Resultado da operação matemática (M ou D).

P3 = P1 + P2 P3 = P1 - P2 P3 = P1 * P2 P3 = P1 / P2

� P3 - Resultado da operação matemática (M ou D).



� Gera 1 pulso a cada transição subida

� PULSO (One Shot)

EntradaON

Entrada

PULSO

OFF

1 scan


P1 (diferente) P2 P1 (igual) P2 P1 (menor que) P2


Parâmetros:

� P1 - Operandos (M, D);� P2 - Operandos (M, K, D, Q).

P1 (menor ou igual) P2 P1 (maior que) P2 P1 (maior ou igual) P2


Movimentação P1 �� P2

Tipos de Movimentação de Dados


Acesse o Help desta função através do Editor Ladder para identificar

todos os tipos de movimentações e particularidades a respeito.


Etapa 7: Realizar empacotamento depois que 12 produ tos estejam no dispositivo


Funções de Comparação

Maior ou Igual

Funções de Movimentação

Movimentação de Variáveis

Maior ou Igual


Etapa 7: Realizar empacotamento depois que 12 produt os estejam no dispositivo

esteira deve desligar durante empacotamento

acionamento do dispositivo de empacotamento


• Para melhor entendimento do Projeto deve-sedescrever:– Os módulos de I/O utilizados;– Constantes inteiras/reais;

Documentação do Projeto

– Contatos auxiliares;– Memórias inteiras/reais;


www.hitecnologia.com.br


Automação e Controle - Universidade Federal Rural do ... · Automação e Controle Dispositivo de...

Documents

Transcript of Automação e Controle - Universidade Federal Rural do ... · Automação e Controle Dispositivo de...