APOSTILA SUCOSOFT S4 MARÇO DE 2009

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1 APOSTILA DO SUCOSOFT S4 MARÇO DE 2009

2 1 SUCOSOFT S4 O primeiro exercício no CLP PS4-201-MM1 e o de partida de motor trifásico por meio de contator com acionamento por botões liga e desliga e com proteção por meio de relé térmico. O programa utilizado é o Sucosoft S4 que possui 6 pastas de programação: 1 - Project Manager: faz o gerenciamento do programa; 2 POU Editor: faz a edição do programa fonte (LD FBD - IL); 3 - Topology Configurator: faz a edição da estrutura do CLP; 4 Code Generation: faz a compilação do programa fonte para o programa executável; 5 - Test and Commissioning: faz a transferência do programa executável da CPU para o CLP; 6 Form Editor: faz a impressão do programa na impressora. A - Criação do Arquivo de Programação A primeira pasta a ser aberta é a Project Manager e as demais pastas serão abertas na sequência dada acima. Na pasta Project Manager; clicar na opção Project e selecionar New. Na caixa de diálogo New Project clicar em Select Directory. No campo Directory é sugerido o caminho (path) C:\S4. Clicar Accept. A caixa de diálogo New Project é aberta. Digitar, após o caminho C:\S4, o nome do projeto. Podemos adotar como nome para o 1 o exercício EXERC01. Vamos ter então: C:\S4\EXERC01 Nome: até 8 caracteres; não utilizar., ; - \ e espaços em branco; não iniciar com algarismo. Clicar em OK. Deve aparecer então a estrutura do programa com o nome adotado. Observar se a pasta Kompo.sys está marcada. Se não estiver marcá-la com o mouse. Clicar novamente na opção Project e selecionar Exit.

3 B Edição do Programa Fonte 2 Entrar na pasta POU Editor, clicar na opção File e selecionar New. Abre-se a caixa de diálogo New. Clicar na opção Program e em seguida em New. Deve então aparecer a tela de Programação dividida em duas Janelas: - Janela esquerda - edição das variáveis. - Janela direita: edição do programa. Vamos iniciar com a janela da direita. O programa pode ser escrito em uma das três linguagens aceitas: IL - Instructions List. LD - Ladder. FBD Function Block Diagram (portas lógicas). A opção apresentada (default) é a IL. Para mudar a linguagem para LD ou FBD clicar em Options e selecionar Programming Language. Escolher LD. A tela é mudada para o LD/FBD-Editor. Montagem da Ladder para o EXERC01 Inicia-se a Ladder clicando no ícone Surge na tela: undef opd undef opd undef_opd: operador indefinido (sem nome) Para alterar o operador de aberto para fechado deve-se acionar a barra de espaços. Para dar nome ao elemento deve-se dar um duplo clique no elemento, o que fará abrir a caixa de diálogo Name Element. Nesta caixa substituir o nome apresentado undef_opd pelo nome escolhido. Clicar em OK. Colocando os nomes LIGA no 1 o elemento e MOTOR no 2 o elemento vamos ter a Ladder: LIGA MOTOR

4 3 Para se inserir novos operadores em série na Ladder, deve-se selecionar com o mouse o local de inserção e a seguir clicar no ícone indicado abaixo: Repetindo esta operação 2 vezes, vamos obter: LIGA undef opd undef opd MOTOR Para adicionar um elemento paralelo deve-se selecionar o operador onde será feito o paralelo (no exemplo o elemento LIGA) e clicar no ícone indicado abaixo: A Ladder terá o seguinte aspecto: LIGA undef opd undef opd MOTOR undef opd Atribuindo nomes aos operadores vamos ter: LIGA MOTOR MOTOR

5 4 Declaração de Variáveis: A declaração das variáveis é feita na janela à esquerda da tela (Syntax Controlled Variable Editor). Temos a seguinte tela: Name Type Initial Attribute Address Name: Digitar o mesmo nome atribuído ao elemento na Ladder. O 1 o elemento é LIGA. Type: Clicar na seta de rolagem e selecionar (booleano). Variável booleana pode somente assumir dois valores: zero ou um. Initial: Deixar em branco. Attribute: Deixar em branco. Address: Fornecer o endereço do CLP. Os endereços podem ser de Entrada ou de Saída. Entradas: %I a posição %I a posição %I a posição %I a posição %I a posição %I a posição %I a posição %I a posição Saídas: %Q a posição %Q a posição %Q a posição %Q a posição %Q a posição %Q a posição Após digitar esses dados para cada elemento clicar Add (adicionar à lista).

6 5 A lista completa será a seguinte: LIGA MOTOR %I %I %I %Q Para se verificar a declaração completa clicar em Options e selecionar Free Mode. Para retornar, clicar novamente em Options e selecionar Syntax Controlled Mode. Terminada a declaração salvar o arquivo. Clicar na opção File e selecionar Save as. Abre-se a caixa de diálogo Save as. Nesta caixa digitar o nome da POU. É conveniente adotar o mesmo nome do projeto, ou seja, EXERC01. Clicar em OK. Abre-se uma nova caixa Save POU as contendo o nome do arquivo POU. Clicar em OK. Após salvar o arquivo é conveniente checar a existência de erros de sintaxe (não de lógica). Na opção File, selecionar Syntax Check. Se existir algum erro de sintaxe, abrirá uma caixa indicando os erros cometidos. Neste caso as correções devem ser feitas e o arquivo salvado novamente. Se não existirem erros, aparecerá a mensagem POU compiled error-free. Clicar em OK. Para sair do modo de edição da POU clicar em File e selecionar Close. Para sair do POU Editor clicar em File e selecionar Exit. C - Edição da Configuração da Topologia Entrar na pasta Topology Configurator, clicar na opção Configuration e selecionar New. Abre-se a caixa de diálogo New configuration. Digitar o nome do arquivo (é conveniente dar o mesmo nome do projeto, no caso EXERC01). Em PLC type (tipo do CLP), selecionar PS4-201-MM1. Em seguida clicar OK. Deve então aparecer a tela com o ícone do CLP. Para gravar o arquivo de topologia, clicar em Configuration e depois selecionar Save as. Aparece a caixa de diálogo Save file as e no campo nome do arquivo digitar o nome do projeto (EXERC01). Clicar em OK. Para sair da pasta Topology, clicar novamente em Configuration e selecionar Exit.

7 6 D - Compilação do Programa Fonte Entrar na pasta Code Generation, clicar na opção Generate e selecionar New Make File List. Abre-se a caixa de diálogo New Make File com os programas do POU Editor e do Topology Configurator. Verificar se os arquivos EXERC01.POE e EXERC.DCF aparecem como nomes dos arquivos. Clicar em OK. Deve então aparecer a caixa de diálogo Program Code Generation com a mensagem Make file generated. Clicar em OK. Para gerar o arquivo executável para o CLP clicar novamente na opção Generate e depois selecionar Generate all. Aparece a caixa de diálogo Compiller outputs, mostrando como Make File o nome EXERC01.MAK. É mostrada a lista de arquivos. Se não ocorrer nenhum erro na compilação aparecerá a mensagem No errors during code generation. Clicar em Close. Caso ocorra algum erro nesta etapa, clicar em cima do erro apresentado e a tela do POU Editor será aberta para edição. Para sair da pasta Code Generation, clicar em File e selecionar Exit. E - Transferência do Programa Compilado para o CLP Antes de se fazer a transferência do programa é necessário estabelecer a ligação física entre a CPU do micro-computador e a CPU do CLP. O cabo de sinal deve ser conectado à porta serial COM1 (ou COM2) do micro-computador ao terminal PRG do CLP. Após feita a ligação física, entrar na pasta Test and Commissioning. Se for a primeira vez que for feita a transmissão de dados, deve-se fazer a ligação lógica entre o micro e o CLP. Abre-se a caixa de diálogo Read in Communications Configuration, com uma mensagem de que não existe ainda o arquivo de configurações de comunicação e que um novo arquivo deverá ser criado. Clicar em OK. Deve então aparecer a tela Test and Commissioning com as seguintes informações: Device Name Device Type Status Interface Line EXERC01 PS4200 Disconnected COM1 Na função Interface selecionar a porta utilizada, COM1 ou COM2. A seguir, para conectar logicamente o micro com o CLP, clicar em Connect, e o Status deve mudar para Connected.

8 7 Device Name Device Type Status Interface Line EXERC01 PS4200 Connected COM1 Depois de conectado, transferir o programa cliclando em Transfer. Aparece a caixa de diálogo Transfer/File Manager, mostrando o nome do arquivo a ser transferido. Clicar sobre o nome para selecioná-lo e em seguida em Execute. O CLP, ao ser ativado, assume o status RUN, passando a executar o último trabalho gravado em sua memória. Para se processar a transferência de um novo programa, deve-se interromper a execução do programa anterior. Aparece então a caixa de diálogo PLC Communication solicitando a interrupção da execução do programa. Clicar em Yes. Após a transferência do programa, a caixa de diálogo PLC Communication retorna perguntando se o programa deve ser iniciado. Clicar em Yes. Na caixa de diálogo Transfer/File Manager clicar em Close. A partir deste momento pode ser desfeita a ligação entre o micro e o CLP. O CLP permanecerá no status RUN. Pode-se, entretanto, monitorar a execução do programa no monitor, na tela do POU Editor. Para tanto, na tela Test and Commissioning clicar no ícone do POU Editor (em verde). Aparece o quadro Program EXERC01.PCD. Clicar no nome do programa que é mostrado na tela e em seguida em Display/Change POU. Abre-se então a tela do POU Editor com o programa na linguagem IL (Instruction List). Clicar em Options para selecionar LD (Ladder) ou FBD (diagrama de portas lógicas). Para monitorar o estado das entradas e das saídas em tempo real, selecionar na parte inferior da tela a função Status Display. Abaixo dos elementos da Ladder constará a indicação 0 para aberto ou desligado e 1 para fechado ou ligado. Antes de se fazer a ligação dos dispositivos ao CLP é conveniente fazer a simulação de funcionamento do programa por meio das chaves de simulação acopladas à entrada do CLP. Essas chaves, uma para cada entrada do CLP, são ligadas à fonte 24V e na simulação fazem o papel dos dispositivos a serem ligados às entradas. Estas chaves são do tipo com retenção e, quando fechadas, acendem os leds correspondentes às entradas. O resultado da execução do programa pelo CLP é observado na saída, com o acendimento dos leds correspondentes às saídas.

9 8 Diagrama de Ligação do Motor R S T 24V MOTOR (Q0.0) MOTOR TRIFÁSICO LIGAÇÃO ESTRELA

10 9 Diagrama de Portas Lógicas LIGD OU E E MOTOR Diagrama Ladder LIGA MOTOR MOTOR

11 10 Ligação das Entradas e Saídas do CLP LIGA Digital Input PRG P N S.net Digital Output U 0 U 1 U 10 0V MOTOR E N T R A D A S LIGA %I Botão liga (NA) %I Botão desliga (NF) %I Relé térmico (NF) S A Í D A S MOTOR %Q Motor elétrico (Contator)

12 INVERSÃO DE ROTAÇÃO DE MOTOR TRIFÁSICO 11 Para se inverter a rotação de um motor trifásico basta inverter a ligação de duas fases quaisquer, mantendo a terceira inalterada. R S T T S R LIGAÇÃO ESTRELA LIGAÇÃO ESTRELA MOTOR SENTIDO DIRETO MOTOR SENTIDO INVERSO A inversão de rotação pode ser feita por meio de contatores, um para ligação do motor no sentido direto e outro para ligação no sentido inverso. Para comandar os contatores temos um botão Liga (NA) para o sentido direto, outro botão Liga (NA) para o sentido inverso e um botão Desliga (NF) para desligar o motor. Tem-se também um relé térmico de proteção do motor. Para se inverter a rotação com o motor em funcionamento deve-se primeiro desligar o motor e, só então, fazer a inversão de rotação. O programa em Ladder deve prever a impossibilidade de se fazer a inversão de rotação sem o acionamento do botão Desliga (intertravamento entre os contatores).

13 12 Elaboração do Programa Na pasta Project Manager; clicar na opção Project e abrir um novo projeto. Na caixa de diálogo aceitar o caminho C:\S4 e em seguida digitar o nome escolhido para o projeto. Clicar em OK e novamente na opção Project selecionar Exit. Na pasta POU Editor, na opção File, abrir um novo arquivo. Na tela de programação clicar em Options e selecionar a linguagem Ladder (LD). A primeira linha do programa aciona o motor no sentido direto (acionamento do contator DIR) LDIR INV DIR DIR O elemento INV negado impossibilita o acionamento do contator DIR se o contator INV estiver acionado (intertravamento entre DIR e INV). A segunda linha aciona o motor no sentido inverso (acionamento do contator INV) LINV DIR INV INV O elemento DIR negado impossibilita o acionamento do contator INV se o contator DIR estiver acionado (intertravamento entre DIR e INV).

14 Em sequência deve ser feita a declaração das variáveis na janela à esquerda da tela (Syntax Controlled Variable Editor). Temos as seguintes variáveis: 13 LDIR LINV DIR INV %I %I %I %I %Q %Q Após a declaração das variáveis, salvar o programa clicando em File e selecionando Save as. Após dar nome ao programa clicar OK. Checar a existência de erros de sintaxe clicando em File e selecionando Syntax Check. Sair da programação clicando em File e selecionando Close. Sair do POU Editor clicando em File e selecionando Exit. Em seguida passar pelas pastas: Topology Configurator. Code Generation. Test and Commissioning.

15 14 Diagrama de Ligação da Inversão do Motor R S T 24V 24V DIR (Q0.0) INV (Q0.1) MOTOR TRIFÁSICO LIGAÇÃO ESTRELA

16 15 Diagrama de Portas Lógicas LDIR OU E E E DIR E E INV E LINV OU

17 16 Diagrama Ladder LDIR INV DIR DIR LINV DIR INV INV E N T R A D A S LDIR %I Botão liga direto (NA) LINV %I Botão liga inverso (NA) %I Botão desliga (NF) %I Relé térmico (NF) S A Í D A S DIR %Q Motor sentido direto INV %Q Motor sentido inverso

18 17 Ligação dos Dispositivos ao CLP LDIR LINV Digital Input P N Digital Output U 0 U 1 U 10 0V DIR INV

19 18 TEMPORIZADORES CLP PS4-201-MM1 possui temporizadores apresentados como Blocos de Função Definidos pelo Fabricante (Manufacturer Defined Function Blocks). IN XXX Q PT ET IN - entrada (variável que habilita o temporizador) Q - saída (variável comandada pelo temporizador) PT - tempo de atuação ET - indicador da passagem do tempo XXX - tipo do temporizador Os principais tipos de temporizadores são: TP Temporizador por Pulso: quando ativado (IN = 1) inicia a contagem do tempo e tem sua saída alterada para 1 (Q = 1). Ao atingir o tempo de atuação definido em PT, a saída volta a assumir o valor 0, independentemente do valor da entrada IN. 1 pulso Entrada IN 0 1 Saída Q 0 tempo tempo

20 19 TON Temporizador com Atraso na Energização: quando ativado (IN = 1) inicia a contagem do tempo e até atingir o valor especificado em PT. Neste instante tem sua saída alterada para 1 (Q = 1). Quando a entrada voltar ao valor 0, a saída também assume o valor 0. Se a entrada voltar ao valor 0 antes de decorrido o tempo em PT, a saída permanece no valor 0. 1 Entrada IN 0 1 Saída Q 0 tempo tempo TOF Temporizador com Atraso na Desenergização: quando ativado (IN = 1) tem sua saída alterada para 1 (Q = 1). Quando a entrada voltar ao valor 0, inicia a contagem do tempo mantendo a saída no valor 1. Quando o tempo decorrido atingir o valor especificado em PT a saída volta ao valor 0. 1 pulso Entrada IN 0 1 Saída Q 0 tempo tempo

21 LIGAÇÃO ESTRELA-TRIÂNGULO 20 O motor trifásico normalmente funciona ligado em triângulo (ou delta), em que a tensão fasefase da rede (220V) é aplicada a seus enrolamentos. Quando ligado em estrela (ou ipsilon), seus enrolamentos são submetidos à tensão fase-neutro (127V). Nesta ligação a potência desenvolvida pelo motor é igual a 1/3 daquela desenvolvida em triângulo. Da mesma forma a corrente é igual a 1/3 da corrente em triângulo. Ao se dar partida no motor, o rotor encontra-se parado e, portanto, não gera força contraeletromotriz (fcem) que se opõe à tensão aplicada aos enrolamentos do motor. Neste instante apenas a impedância dos enrolamentos limita a corrente elétrica. Durante a partida a corrente atinge valores de 6 a 8 vezes maior que a nominal. À medida que o motor adquire velocidade, vai sendo gerada uma fcem crescente que vai limitando o valor da corrente, até ser igual à corrente nominal. Uma das formas de se reduzir a corrente na partida e a utilização da ligação estrela-triângulo. O motor parte em estrela e após um tempo suficiente para alcançar uma velocidade próxima à de regime, passa para triângulo. Descrição da Partida Estrela-Triângulo: Vamos utilizar uma chave estrela-triângulo automática, onde são utilizados os seguintes elementos: Contator de linha CLIN - liga a entrada do motor (terminais 1, 2 e 3) à rede trifásica ( R, S e T). Contator estrela CY - liga a saída do motor ( terminais 4, 5 e 6) em um único ponto. Contator triângulo CD - liga os terminais de saída do motor aos terminais de entrada: 1 com 5, 2 com 6 e 3 com 4 (ou também 1 com 6, 2 com 4 e 3 com 5). Temporizador TempY - controla o tempo de atuação da ligação estrela. Temporizador TempD - controla o tempo de atuação da ligação triângulo. Temos também os botões Liga (LIG), Desliga () e o relé térmico (). Funcionamento: Ao se apertar o botão LIG o motor parte em estrela, sendo fechados os contatores CLIN e CY. Decorridos 3 segundos, contados pelo temporizador TempY, é desligado o contator CY, permanecendo CLIN ligado. Após 0,5 segundos (3,5 segundos da partida), contados pelo temporizador TempD, é ligado o contator CD. O motor passa a ser ligado em triângulo. Para se desligar o motor deve ser acionado o botão ou ocorrer a atuação do.

22 21 LIGAÇÃO ESTRELA R S T R S T LIGAÇÃO TRIÂNGULO R S T R S 2 4 T 6 3

23 22 Elaboração do Programa Na pasta Project Manager; clicar na opção Project e abrir um novo projeto. Na caixa de diálogo aceitar o caminho C:\S4 e em seguida digitar o nome escolhido para o projeto. Clicar em OK e novamente na opção Project selecionar Exit. Na pasta POU Editor, na opção File, abrir um novo arquivo. Na tela de programação clicar em Options e selecionar a linguagem Ladder (LD). Na primeira linha do programa é feita a ligação do contator de linha CLIN LIGA CLIN CLIN Para passar para a linha seguinte, clicar em abaixo da linha Na segunda linha é inserido o temporizador TempY. Este temporizador vai manter o contator CY ligado por 3 segundos. Para inserir o temporizador clicar na opção Symbols e selecionar Manufacturer Defined Function Blocks. O programa abre o quadro Function Blocks e nele deve-se selecionar TP. No quadro de diálogo digitar no campo Instance Name o nome do temporizador (TempY). Clicar em Accept Surge na tela o bloco de função: 0002 TempY TP IN Q PT ET

24 Dar 2 cliques na posição IN. Abre-se a caixa de diálogo Name Element solicitando o nome da entrada que habilita o temporizador. Digitar CLIN e dar OK.. Continuando, dar 2 cliques na posição Q e na caixa de diálogo digitar o nome da saída CY e clicar OK. Idem para a posição PT (tempo de atuação) e digitar T#3s. Clicar OK. O temporizador TempY vai ter a seguinte configuração: CLIN TempY TP IN Q CY T#3s PT ET Outra maneira de comandar a saída CY é a seguinte: Deixar a posição Q em branco. Criar uma linha abaixo de TempY com a seguinte configuração: 0003 TempY.Q CY TempY.Q é a saída do temporizador TempY. Genericamente as saídas são especificadas como nome do temporizador.q. Na próxima linha será inserido o temporizador TempD, que 3,5 segundos após a partida do motor vai ligar o contator CD. Clicar na opção Symbols e selecionar Manufacturer Defined Function Blocks. Selecionar o temporizador TON. Digitar o nome TempD e clicar Accept. Vai aparecer no Ladder:

25 TempD TON IN Q PT ET Digitar os nomes: IN CLIN Q CD TP T#3.5s 0003 CLIN TempD TON IN Q CD T#3.5s PT ET Em sequência deve ser feita a declaração das variáveis na janela à esquerda da tela (Syntax Controlled Variable Editor). Temos as seguintes variáveis booleanas: LIGA CLIN CY CD %I %I %I %Q %Q %Q Resta agora definir os temporizadores TempY e TempD. TempY: Name: Digitar TempY

26 Type: No menu superior clicar na opção Data Types e selecionar Manufacturer Defined Function Blocks. Aparecerá um quadro com todos os blocos de função criados pelo fabricante do CLP e dentre eles selecione o temporizador TP. Clicar em Accept. Os demais campos, Initial, Attribute e Address não devem ser preenchidos. Clicar em Add para adicionar à lista de variáveis. TempD: Name: Digitar TempD Type: No menu superior clicar na opção Data Types e selecionar Manufacturer Defined Function Blocks. Aparecerá um quadro com todos os blocos de função criados pelo fabricante do CLP e dentre eles selecione o temporizador TON. Clicar em Accept. Os demais campos, Initial, Attribute e Address não devem ser preenchidos. Clicar em Add para adicionar à lista de variáveis. A lista completa das variáveis terá o seguinte aspecto: 25 LIGA CLIN CY CD TempY TempD TP TON %I %I %I %Q %Q %Q Após a declaração das variáveis, salvar o programa clicando em File e selecionando Save as. Após dar nome ao programa clicar OK. Checar a existência de erros de sintaxe clicando em File e selecionando Syntax Check. Sair da programação clicando em File e selecionando Close. Sair do POU Editor clicando em File e selecionando Exit. Em seguida passar pelas pastas: Topology Configurator. Code Generation. Test and Commissioning.

27 Diagrama de Ligação Estrela-Triângulo R S T 24V 24V 24V CLIN (Q0.0) CY (Q0.1) CD (Q0.2) MOTOR TRIFÁSICO

28 27 Ladder Completa 0001 LIGA CLIN CLIN 0002 CLIN TempY TP IN Q CY T#3s PT ET 0003 CLIN TempD TON IN Q CD T#3.5s PT ET E N T R A D A S LIGA %I Botão liga (NA) %I Botão desliga (NF) %I Relé térmico (NF) S A Í D A S CLIN %Q Contator da linha CY %Q Contator estrela CD %Q Contator triângulo

29 28 Ligação dos Dispositivos ao CLP LIGA Digital Input P N Digital Output U 0 U 1 U 10 0V CLIN CY CD