Automação Industrial PEA-2211: INTRODUÇÃO À ELETROMECÂNICA E À AUTOMAÇÃO AUTOMAÇÃO: CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL
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- Cláudio Ximenes Lacerda
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1 PEA-2211: INTRODUÇÃO À ELETROMECÂNICA E À AUTOMAÇÃO AUTOMAÇÃO: CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL
2 Histórico Fim da década de 1960: os circuitos integrados permitiram o desenvolvimento de minicomputadores, que foram logo utilizados para controle on-line de processos industriais. Em 1969, surgiram os primeiros controladores baseados numa especificação da General Motors, devido a grande dificuldade de mudar a lógica de controle de painéis de comando a cada mudança na linha de montagem. Década de 1970: os controladores passaram a ter microprocessadores e a serem denominados Controladores Lógicos Programáveis (s). Na década de 1980, houve aperfeiçoamento das funções de comunicação dos s, sendo então utilizados em rede.
3 Histórico: Painel de relés
4 Por que usar o? Reduzir os custos dos materiais, da mão-de-obra, da instalação e da localização de falhas; reduzir as necessidades de fiação e os erros a ela associados. Os s ocupam menos espaço que os contatores, temporizadores e outros componentes de controles utilizados anteriormente. Mas, talvez, a razão principal da aceitação dos s tenha sido a linguagem de programação baseada no diagrama lader, em que os programas gerados se assemelham visualmente aos clássicos esquemas dos circuitos lógicos a relés.
5 TIPOS DE s CONTROLOGIX 5500 MICROLOGIX 1200 SLC 500/02 MICROLOGIX 1000
6 Macro Diagrama de Blocos SISTEMA SUPERVISÓRIO E N T R A D A S CONTROLADOR PROGRAMÁVEL S A Í D A S Sensores capacitivos Sensores indutivos Contatores e relés Lâmpadas Taco-geradores Sensores mecânicos Válvulas Servomotores SENSORES ATUADORES Variáveis de saída da planta / Eventos on-off Variáveis de saída da planta / Medidas proporcionais Variáveis de entrada na planta / Ações proporcionais Variáveis de entrada na planta / Eventos on-off PROCESSO INDUSTRIAL
7 Sistemas Supervisórios e IHM
8 Arquitetura Unidade programação Área Local de Trabalho UCP FONTE EPROM Sistema Operacional Start do Seqüência de Operações Drivers PROGRAMA USUÁRIO MEMÓRIA SUPORTADA POR BATERIA Microprocessador Sinais de Controle DISPOSITIVOS DE COMUNICAÇÃO MEMÓRIA DE USUÁRIO RAM Programa usuário Configuração de dados Imagem de Dados E/S Buffer de Comunicação MÓDULO LOCAL E/S MÓDULO EXTENDIDO ESTAÇÕES REMOTAS E/S
9 Arquitetura Módulos de Entrada e Saída (E/S) Módulo de E/S discretas com 16 pontos de entrada e 16 pontos de saída Grupo de E de 1 ranhura (slot) Grupo de S de 1 ranhura (slot) Terminais de Entrada Terminais de Saída Palavra na tabela-imagem da ranhura de saída Palavra na tabela-imagem da ranhura de entrada
10 Arquitetura Endereçamento Exemplo I: 12/04 ou 0:02/06 - A primeira letra refere-se à variável estar indexada como entrada ou como saída, ou seja, I (input) para a palavra de entrada e O (output) para a palavra de saída. Convém lembrar que a imagem da palavra de entrada é completamente separada da imagem de saída: I:12/04 e O:12/04 são endereços completamente diferentes. - Os dois dígitos após o ponto duplo, :, correspondem à localização que o respectivo módulo de entrada ou saída ocupa no controlador programável ou na sua expansão. Nos exemplos são, respectivamente, módulos imagem 12 para a entrada e 02 para a saída. - Os dois dígitos após a barra inclinada, /, correspondem ao endereço o bit da imagem da palavra de entrada ou saída.
11 Arquitetura Endereçamento I:12 1 I:12 O:02 ( ) O:02 1
12 Linguagem de Diagrama de Contatos (Lader) Nos circuitos de relés, cada contato, ao assumir dois estados (fechado ou aberto), representa uma variável booleana, ou seja, uma variável que assume dois estados: verdadeiro ou falso. + - A B C Y Y = A + B.C Conexão entre álgebra booleana e circuitos
13 Linguagem de Diagrama de Contatos (Lader) O diagrama lader é uma representação lógica, trabalhando somente com símbolos, não considerando a tensão envolvida nas barras de alimentação e nem a intensidade da corrente pelo circuito. Os contatos e outros dispositivos, no diagrama estão em cada momento abertos ou fechados e as bobinas, por conseqüência, ficam desenergizadas ou energizadas. O Controlador Lógico Programável examina a continuidade de cada linha, isto é, verifica se todas as variáveis de entrada são verdadeiras. Trata-se de uma continuidade lógica. Cada linha lader permite programar desde funções binárias até funções digitais complexas.
14 Linguagem de Diagrama de Contatos (Lader) Lógica de Relé ou Instrução de Bit - NA (XIC) (examine If Closed) Endereço ] [ No do Bit - NF (XIO) (examine If Open) Endereço ] [ No do Bit - Bobina Energizada (OTE) (Output Terminal Energize) Endereço ( ) No do Bit
15 Controlador Lógico Programável MicroLogix Composto de uma unidade de base, que contém uma fonte de alimentação, circuitos de entrada e saída e um processador. O está disponível com 24 e 40 pontos de entrada/saída internos, pontos adicionais podem ser utilizados utilizando-se cartões de E/S (Entrada/Saída) específicos da família (1762).
16 Parte Prática Objetivos Introdução aos circuitos de comando e familiarização com o MicroLogix 1200 da família MicroLogix, suas conexões externas e seu funcionamento básico, e também com o software RSLogix500 para PC, que é o meio de programação do e de monitoramento visual das entradas e saídas do mesmo. Atividades Práticas: 1. Construção de um circuito físico para o acionamento de duas lâmpadas, através de bobinas e contatores. 2. Montagem de um circuito físico para o acionamento de uma lâmpada através do. 3. Programação em Lader e simulação deste sistema. 4. Simulação de um sistema automatizado de distribuição de água.
17 Contatores -Chave eletromagnética que tem como função manobrar (ligar e desligar) cargas elétricas como motores, iluminação, banco de capacitores, resistências e circuitos auxiliares, entre outras. - O contator pode ser acionado por corrente alternada ou contínua e é constituído pelos seguintes elementos:. Contatos de Potência. Contatos Auxiliares (de execução NA Normalmente Aberto e NF- Normalmente Fechado). Sistemas de acionamento (núcleos, bobinas). Câmaras de Faíscas e Acessórios (Filtros, Supressores).
18 Contatores
19 Contatores - O contator é usado de preferência para comandos elétricos automáticos à distância. - É constituído de uma bobina que quando alimentada cria um campo magnético no núcleo fixo que por sua vez atrai o núcleo móvel que fecha o circuito principal. Cessando a alimentação da bobina, desaparece o campo magnético. - Há dois tipos de contatores: os de Potência e os Auxiliares.
20 Contatores - Montagem de Circuito com Intertravamento Circuito 1 Montar fisicamente, a partir do uso de duas botoeiras (1 NA e 1 NF), uma bobina e uma lâmpada, o sistema Liga/Desliga mostrado na figura. Note que a lâmpada pode representar qualquer tipo de carga: motores, estufas, bombas, válvulas, etc
21 Contatores - Montagem de Circuito com Intertravamento Circuito 2 Modificar o sistema montado anteriormente para que ele passe a operar com duas lâmpadas, de modo que uma delas fique acesa quando a outra lâmpada estiver apagada e vice-versa
22 Contatores - Montagem de Circuito com Intertravamento Modificado Circuito 3 Alterar as funções das lâmpadas 1 e 2 através de alteração dos contatos no controle conforme a figura:
23 Contatores - Montagem de Circuito com Preencha a tabela verdade para os comandos XIC e XIO, varrendo o estado correspondente da lâmpada para cada uma das linhas do lader. Faça as duas primeiras medidas com o Botão ligado em NA, e as últimas duas com o botão ligado em NF.
24 Contatores - Montagem de Circuito com
25 Contatores - Montagem de Circuito com Equivalente ao Circuito
26 Contatores - Montagem de Circuito com Equivalente ao Circuito 2 Preencha a tabela de estados abaixo indicando 1 para estado ativado e 0 para não ativado:
27 Contatores Simulação de Lógica de Automação para Controle de Nível de Reservatório Implemente o programa Lader para elaborar a simulação. Sistema de Automação de Reservatório
28 FIM
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