Supervisão e Controlo dos Sistemas de Mistura e Tratamento Térmico da Peças

Transcrição

1 Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Licenciatura em Engenharia Electrotécnica e de Computadores 4º Ano, 2º Semestre Sistemas Flexíveis de Fabrico /2001 Relatório do trabalho laboratorial Supervisão e Controlo dos Sistemas de Mistura e Tratamento Térmico da Peças João Bilber, Álvaro Magalhães Turma: Grupo nº: 1 Trabalho realizado em: _24/ _11/ 2000 Docente: Engº P. Portugal

2 1.INTRODUÇÃO/ OBJECTIVOS: Este relatório pretende descrever o modo como foi realizado um trabalho práctico de automação, trabalho esse que envolvia um autómato SCHNEIDER PREMIUM e uma consola gráfica MAGELIS. Este trabalho teve como objectivo implementar e desenvolver uma aplicação que realizá-se a supervisão de dois processos dum sistema de produção. Os dois processos referidos eram um o sistema de mistura e um outro o sistema de tratamento térmico de peças. Os protocolos de comunicações que possivelmente eram para utilizar seriam o MODBUS e ETHERNET. De qualquer maneira a supervisão visava permitir que um operador atravéz da consola gráfica, pudesse monitorizar os dois processos, tanto de um modo automático como manual. Através do modo manual era permitido ao operador actuar directamente no controlo dos processos. 2. DESCRIÇÃO Era altura de passar ao trabalho e esse trabalho dividiu-se em três fases mais ou menos distintas: a) Estudo dos processos; b) Desenvolvimento da aplicação na consola; c) Comunicações; Passa-se de seguida a descrever, o mais sucintamente possível, o modo em como decorreram estas três fases;

3 a) estudo dos processos Nesta fase tentámos inteirarmo-nos de tudo o que estava em jogo nos dois processos tanto a nível de sensores e actuadores, como também a nível de tipos de variáveis (Booleanas ou Words) e procurámos estudar a melhor maneira de colocar toda a informação, de uma forma simples e clara, ao dispor do operador. Tanto nesta fase como nas seguintes tentámos sempre imaginarmo-nos na pele do operador para projectar de uma forma simples e eficaz toda aplicação da consola. Para explicar isto melhor mostramos um exemplo que nos ocorreu: no sistema de tratamento térmico temos ao longo do tapete 6 sensores que detectam a passagem das peças em pontos diferentes do trajecto; Do ponto de vista do processo em si, é óbvio que o estado de cada um desses sensores, é sempre muito importante e o seu conhecimento depende para o desenrolar do processo; mas se formos a ver, do ponto de vista do operador, provavelmente não terá muito interesse saber através da consola, qual o estado desses sensores; verificamos então que o estado desses sensores podia estar associado a uma indicação adicional, que informaria o operador acerca da fase do processo em que a peça se encontra (AQUECIMENTO, COZEDURA e ARREFECIMENTO), o que decerto seria mais interessante para o operador!!! NOTA: A situação descrita anteriormente já tinha sido exposta ao professor, aquando da demonstração prática do trabalho.

4 b) desenvolvimento da aplicação na consola Em seguida passámos à pratica, propriamente dita, através do estudo do software associado à consola, de nome XBT-L1000, que nos fornecia basicamente, de uma forma simples e clara, diversos modos de implementar uma interface gráfica entre o operador e os processos referidos!! A nossa aplicação ficou então composta por um conjunto de páginas (ecrãns) cuja estrutura era do tipo árvore e que pretendia facilitar a supervisão de qualquer um dos processos, por quem quer que a consulte. É de realçar as potencialidades do software XBT-L1000, visto ser muito robusto e de certa maneira fácil de trabalhar, porque é constituído por uma biblioteca de imagens muito completa e mesmo assím ainda é possível inserir imagens de fora, nós até mudámos algumas imagens, porque as cores que eles disponibilizavam para a mesma peçã eram a cor verde e vermelho, mas como a consola era monocromática não se percebia bem qual era o estado, e então alterámos as cores para branco e preto. A melhoria foi notória. As nossas páginas (ecrãns) forma divididas em processos. A página inicial tinha então a escolha entre um processo e outro:

5 A cada um dos processos fizemos corresponder uma variavél animada, que sempre que estivesse a decorrer um desses processos, era dada uma indicação luminosa ao operador, a informar que estava a decorrer um processo de mistura ou um processo de tratamento térmico. Se pressionássemos a tecla associada ao Processo de Mistura, ela abria um novo ecrãn que mostrava o respectivo processo. Neste ecrãn, como podemos observar, as variáveis que aqui usámos, foi as que achámos que eram as necessárias para o operador. Variáveis estas que neste caso são todas Booleanas, por isso, as lâmpadas, motores e válvulas, mudam de cor consoante o seu estado ( 0 Branco, 1 Preto). Do lado direito estão itens associados a ecrãns que nos mostram a variação contínua de certas variáveis,nomeadamente, o peso de um produto, o nível de um produto dentro de um tanque e a evolução de uma temperatura. Todas estas variaveis (com evolução continua) foram defenidas através do tipo word que nos permitiria posteriormente ter acesso ao seu valor em qualquer momento do processo de uma forma gráfica!

6 A imagem seguinte mostra um exemplo disso, através do ecrã que mostrará a evolução da temperatura ST1: NOTA: Todos os gráficos deste tipo, que foram usados na nossa aplicação foram configurados de modo a que tivessem uma evolução temporal da direita para esquerda, já que estes gráficos não eram estáticos, eram actualizados tendo em conta o passar do tempo ; a base de tempo que foi estabelecida para a actualização do gráfico foi de 5s,i.e., de 5 em 5s o gráfico sofria um deslocamento temporal da direita para a esquerda de acordo com a evolução da grandeza em jogo; estabeleceu-se também um máximo, para cada grandeza em jogo, de modo a que a curva pisca-se sempre que era ultrapassado esse limite. No ecrãn inicial, se pressionássemos a teclas associada ao Sistema de Tratamento térmico das peças, apareceria o seguinte ecrãn:

7 Neste ecrãn aparecem variáveis que são todas do tipo Booleanas à excepção do contador do número de peças à saída do sistema, que é uma Word. No caso das varíaveis Booleanas, associámos um bit a cada imagem, e consoante o estado, elas variávam de cor. Tal como no sistema de mistura, do lado direito aparecem ecrãns associados às teclas correspondentes, que mostram o estado de variáveis contínuas. Tanto no sistema de Mistura, como no Sistema de Tratamento Térmico, aparece uma tecla que está associado ao controlo do processo. Esta tecla só está activa perante a introdução de uma password, o que permite ou não, alterar o processo referente. A imagem seguinte mostra um ecrãn referente ao controlo do processo:

8 Atravéz deste ecrã, era possibilitado ao operador actuar através de um botão, em qualquer um dos processos, fazendo alterar o estado da maioria dos actuadores que estivessem em jogo.a cada uma dessas actuações foi associada uma variável booleana, que ao ser alterado o seu estado, era comunicada essa alteração ao automato respeitante ao processo em causa, e executada acção pretendida no processo. NOTA: Como a estrutura da nossa aplicação era de tipo arvore, para se poder navegar de um ecrã para outro, em qualquer direcção, foi criado para cada página um retorno à página anterior que orientou a essa mesma página. PÁGINAS DE ALARMES:

9 c) Comunicações A nível de comunicações tivémos elevados problemas visto ser o primeiro ano que a rede estáva montada, e quando as comunicações não funcionavam não sabíamos se a culpa era nossa, ou se era da rede. Para realizarmos a comunicação entre a Consola e o nosso Autómato (MASTER), porque estipulámos que a consola ia buscar as variáveis ao nosso autómato e não aos outros autómatos directamente, começou por ser no protocolo MODBUS, isto é ligávamos a nossa consola à rede, e o autómato também, e depois era só configurar. Começaram aqui os problemas, visto não haver o cabo que liga a consola à caixa de rede do MODBUS. Com a ajuda e apoio do professor construímos esse cabo baseados em documentos da SCHNEIDER. Este cabo pareceu não estar a funcionar, e então construímos outro diferente que po sua vez também não funcionou. Depois de muito tempo perdido, concluímos que o melhor era usar o cabo que veio de origem. Cabo este que liga a consola directamente ao autómato na porta AUX, e esta comunicação tem que ser obrigatóriamente pelo protocolo UNI-TELWAY. Para nós foi uma grande alegria e motivação quando esta parte já funcionava. Quando tentámos comunicar com os outro dois autómatos pelo MODBUS, a comunicação mais uma vez não funcionava. Depois de muito tempo perdido concluímos que os técnicos se tinham enganado na ligação da rede às caixas. Após a alteração, ainda não funcionava a rede, mas depois concluímos que o problema era na função de comunicação que usávamos (READ_VAR(...)), em que os parâmetros não estavam a ser correctamente introduzidos. Finalmente começou a comunicar, e o pudémos observar a comunicação entre o nosso autómato (MASTER), e os outros dois autómatos (SLAVE 2 e SLAVE 3).

10 Conclusões: Inicialmente estava previsto que aplicação realiza-se as funções de supervisão e de controlo dos processos mas posteriormente e dado o tempo reduzido que tivemos não foi possível realizar a segunda função!