Convertendo Sinal de Célula de Carga para Unidade de Engenharia

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1 HI Tecnologia Indústria e Comércio Ltda. Documento de acesso Público EAT Versão de Novembro de 2014

2 Apresentação Este documento foi elaborado pela HI Tecnologia Indústria e Comércio Ltda. Quaisquer dúvidas ou esclarecimentos sobre as informações contidas neste documento podem ser obtidas diretamente com o nosso departamento de suporte a clientes, através do telefone (19) ou do suporte@hitecnologia.com.br. Favor mencionar as informações a seguir para que possamos identificar os dados relativos a este documento. Engenharia Título documento: Convertendo Sinal de Célula de Carga para Unidade de Referência do documento: EAT Versão do documento: 1.0 HI Tecnologia Indústria e Comércio Ltda. Sede: Av. Dr. Armando de Sales Oliveira, 445. Cidade: Campinas SP Fone: +55 (19) CEP: Portal Web: Contatos Vendas: vendas@hitecnologia.com.br Suporte Técnico: suporte@hitecnologia.com.br Engenharia de Aplicação: engenharia@hitecnologia.com.br FAQ: faq.webhi.com.br Portal de documentação On line: doc.hitecnologia.com.br Forum: forum.hitecnologia.com.br Documento desenvolvido pela HI Tecnologia Indústria e Comércio Ltda. Página 2 de 13

3 Índice 1 Abrangência do Documento Introdução Informação Copyright Isenção de Responsabilidade Sugestões Referências Documentos Aplicativo Descrição da Atividade Conexões Programação Ladder para a Atividade Leitura e Filtro do valor analógico da célula de carga Comando para Tara da Célula de Carga no Processo Cálculo para Unidade de Engenharia Controle do Documento Considerações gerais Este documento pode ser alterado sem notificação prévia Página 3 de 13

4 1 Abrangência do Documento Este documento abrange os seguintes Controladores nas plataformas especificadas abaixo: Equipamentos Plataforma Abrangência Tipo Família Modelo GI GII GII Duo G3 G3S Controla dores IHMs MCI02 ZAP500 ZAP900 ZAP91 MCI02 MCI02-QC ZAP500/B/BH ZTK500/501 ezap900/901, ZAP900/901 eztk/ztk900, ZAP900-BH ZAP910 / ZTK910 ZAP911 ezap910 / eztk910 ezap911 ZAP910-BH ZAP910-S / ZTK910-S ZAP911-S ezap910-s / eztk910-s ezap9911-s ZAP910-BH-S FLE950 FLE950-PLC P7C CPU300 CPU301, PPU305 CPU302, PPU306 NEON CPU400 MMI600 MMI600/601 MM650 MMI650 MMI800 MMI800 FLE950 FLE950-IHM Este documento pode ser alterado sem notificação prévia Página 4 de 13

5 2 Introdução Este documento tem por objetivo apresentar uma atividade relacionada à conversão de valores analógicos lidos, através de uma entrada analógica com sinal de célula de carga dos controladores da HI Tecnologia, em unidade de engenharia 3 Informação Copyright Este documento é de propriedade da HI Tecnologia Indústria e Comércio Ltda. 2014, sendo distribuído de acordo com os termos apresentados a seguir. Este documento pode ser distribuído no seu todo, ou em partes, em qualquer meio físico ou eletrônico, desde que os direitos de copyright sejam mantidos em todas as cópias. 4 Isenção de Responsabilidade A utilização dos conceitos, exemplos e outros elementos deste documento é responsabilidade exclusiva do usuário. A HI Tecnologia Indústria e Comércio Ltda. não poderá ser responsabilizada por qualquer dano ou prejuízo decorrente da utilização das informações contidas neste documento. 5 Sugestões Sugestões são bem vindas. Por favor, envie seus comentários para suporte@hitecnologia.com.br Novas versões deste documento podem ser liberadas sem aviso prévio. Caso tenha interesse neste conteúdo acesse o site da HI Tecnologia regularmente para verificar se existem atualizações liberadas deste documento. 6 Referências Os seguintes documentos e aplicativos podem ser consultados e utilizados para prover maiores informações ao usuário. Estão disponíveis para download gratuito em nosso website: Documentos Código do documento Título Formato PMU pdf Manual do controlador P7C PDF PMU pdf Especificação Técnica do Módulo AIO530 PDF Este documento pode ser alterado sem notificação prévia Página 5 de 13

6 6.2 Aplicativo Nome Função Formato SPDSW Ambiente de programação para a linha de controladores da HI Tecnologia EE 7 Descrição da Atividade Em muitas aplicações é necessário converter um valor analógico de uma célula de carga, obtido através da leitura de um canal de entrada analógica do controlador, para uma escala em unidade de engenharia. Esta atividade considera esta necessidade para calcular o valor de uma determinada carga de processo em unidade de engenharia A célula de carga corresponde a um transdutor de força em sinal elétrico, ou seja, converte uma pressão física em sinal elétrico. Este sinal elétrico é adquirido pelo controlador da HI Tecnologia através de um canal de entrada analógico para célula de carga. Convertido para uma escala em unidade de engenharia pode ser utilizado para cálculos, alarmes, bem como ser apresentado em uma IHM disponível no processo e/ou em um sistema supervisório. Considere o seguinte cenário: Uma determinada aplicação possui uma célula de carga para pesagem de determinados produtos. O sinal da célula de carga deve ser lido pelo controlador, calculado o respectivo valor desta carga em unidade de engenharia (Gramas, Kg, Tonelada, ou outra unidade de engenharia). Para ilustrar esta atividade considere uma aplicação onde existe uma célula de carga que realiza a medição de peso de diversos produtos durante a etapa de preparação do produto final. Para tal será utilizado um Este documento pode ser alterado sem notificação prévia Página 6 de 13

7 controlador P7C com um módulo de AIO530 que possui canal para leitura de sinal de célula de carga Conexões Nesta atividade considere os seguintes equipamentos e instrumentos: Controlador P7C com módulo AIO530. O módulo AIO530 possui dentre os seus canais de I/O, 1 canal de entrada analógica para célula de carga em mv. Célula de carga, com as seguintes características principais: Sensibilidade: 2 mv/v Capacidade nominal: 50 Kg Neste contexto, basta realizar a conexão do sinal analógico da célula de carga nos respectivos bornes associados à entrada analógica E6 do módulo AIO530. Podem-se considerar os seguintes tipos de conexão entre a célula de carga e os bornes do módulo AIO530: Conexão para célula de carga com 6 fios: Este documento pode ser alterado sem notificação prévia Página 7 de 13

8 Conexão para célula de carga com 4 fios: 8 Programação Ladder para a Atividade A programação Ladder desta atividade será dividida em três etapas: 1. Leitura do canal analógico da célula de carga e processamento de filtro para os valores lidos; 2. Comando para tara da célula de carga instalada no processo; 3. Conversão do valor lido da célula de carga para unidade de engenharia (Kg). 8.1 Leitura e Filtro do valor analógico da célula de carga A primeira etapa consiste em ler o valor analógico da célula de carga. No módulo AIO530 o canal E6 corresponde ao canal da célula de carga, de tal modo que basta acessar o mesmo para adquirir o valor instantâneo da célula de carga. Este documento pode ser alterado sem notificação prévia Página 8 de 13

9 Após a leitura do valor instantâneo da célula de carga foi implementado um filtro digital simples, onde a cada 100 ms é adquirido uma amostra do valor instantâneo da célula de carga, acumulado o valor da amostra, e a cada 1 segundo é calculada a média dos valores acumulados, gerando um novo valor filtrado para a célula de carga, armazenado na variável D10. Esta etapa foi codificada em uma sub-rotina identificada por T10. A figura abaixo ilustra a chamada desta subrotina no programa principal. Este documento pode ser alterado sem notificação prévia Página 9 de 13

10 8.2 Comando para Tara da Célula de Carga no Processo Em geral, após a instalação da célula de carga no processo é necessário realizar uma tara da célula de carga. Para tanto nesta etapa foi implementado um comando para memorizar o valor da tara, que corresponde a um offset para o zero da célula de carga instalada no processo. Neste sentido, para a execução desta Tara, a célula de carga deve estar instalada no processo e estar sem peso ou sem força aplicada, pois deve corresponder ao zero da célula de carga no processo. Para ativar o comando de Tara basta atribuir à variável R0 o valor ON. Este valor pode ser atribuído, neste exemplo utilizando o próprio depurador do SDPSW, e em aplicações de campo pode ser ativado remotamente através de um comando do sistema de supervisão do processo, ou de uma IHM remota, ou até de um botão do painel de comando do processo. O valor da tara é armazenado na variável D Cálculo para Unidade de Engenharia A terceira etapa consiste em converter o valor analógico da célula de carga para unidade de engenharia. Neste exemplo foi utilizado Kg como unidade de engenharia. Têm-se os seguintes dados: Capacidade nominal da célula de carga em unidade de engenharia: 50 Kg Escala do valor analógico da célula de carga disponibilizado pelo módulo AIO530 possui resolução de 15 bits com sinal, ou seja, valores na escala de a Portanto neste exemplo, esta escala a mapeia os valores entre -50 kg a +50 Kg. Este documento pode ser alterado sem notificação prévia Página 10 de 13

11 Neste exemplo, as escalas de conversão entre o valor lido da célula de carga na escala de ( a ) para a escala de (-50 kg a +50 kg) serão simplificadas, pois considere que se têm apenas valores positivos de carga. Assim será utilizada a escala da célula entre (0 a ) que corresponde a escala em unidade de engenharia entre (0 a 50 Kg). Desta forma pode-se utilizar a seguinte formula para conversão do valor da célula de carga para unidade de engenharia: (VAL_uc_celula) * 50 VAL_ue_celula = onde: VAL_uc_celula - Valor na escala da entrada analógica da célula de carga lido no módulo AIO530 do controlador da HI Tecnologia. Neste exemplo foi considerado valor de carga na escala de 0 a VAL_ue_celula - Valor convertido para unidade de engenharia referente ao valor VAL_uc_celula. Neste exemplo, gera valores convertidos dentro da escala de 0 a 50 Kg. O primeiro passo consiste em eliminar o offset da célula de carga, para tanto basta subtrair do valor D10, que corresponde ao valor filtrado da célula de carga, o respectivo valor D1 memorizado durante o comando de Tara da célula de carga, conforme ilustrado abaixo: Este documento pode ser alterado sem notificação prévia Página 11 de 13

12 Na variável D11 temos o valor final da célula de carga convertido para unidade de engenharia. Este valor pode ser mostrado em uma IHM disponível no controlador do processo ou em uma tela de um sistema de supervisão associado ao processo, bem como utilizado para cálculos e intertravamento do processo de pesagem. Este documento pode ser alterado sem notificação prévia Página 12 de 13