Universidade Federal de Minas Gerais

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1 1 Universidade Federal de Minas Gerais Escola de Engenharia Departamento de Engenharia Eletrônica Laboratório de Informática Industrial 11 a Aula - Programação IEC no ambiente ISaGRAF Objetivos: Desenvolver programas em SFC sob o ambiente ISaGRAF. Regras de Execução: O ISaGRAF é um sistema síncrono. Todas as operações são disparadas por um relógio. A duração básica do relógio é chamada de tempo de ciclo. A hierarquia dos programas é dividida em 4 seções ou grupos: Begin, Sequential, End e Functions. As operações básicas processadas durante um ciclo são: Figura 1: Ciclo de execução do ISaGRAF Os programas das seções BEGIN e END descrevem operações cíclicas. Eles não dependem do tempo. Os programas da seção SEQUENTIAL descrevem operações seqüenciais, onde a variável tempo aparece explicitamente para distinguir as operações básicas. Os programas da seção BEGIN são sistematicamente executados no início de cada ciclo de execução. Os programas da seção SEQUENTIAL são executados com base nas regras dinâmicas de SFC ou FC (e obviamente implementados em uma destas linguagens). Os programas da seção END são sistematicamente executados a cada fim de de ciclo de execução. Programas das seções BEGIN e END não podem ser escritos nas linguagens SFC e FC.

2 2 Programas da seção FUNCTIONS são sub-programas que podem ser chamados por outro programa no projeto. Um programa da seção FUNCTION pode chamar outro programa desta seção. O uso das diferentes seç oes não é obrigatório. Por exemplo, um programa pode ser totalmente executado apenas na seção BEGIN. Projeto de Controle em Ambiente ISaGRAF O ISaGRAF é uma ferramenta orientada a projetos. Isto significa que um dado projeto pode conter um ou mais programas, os quais podem ser totalmente independentes entre si ou, ao contrário, representarem diferentes módulos de uma mesma aplicação. As etapas de desenvolvimento de uma aplicação de controle sob o ISaGRAF são as seguintes: 1. Se você estiver num computador com Windows 7, é necessário primeiro executar a máquina virtual do Windows XP: selecione Menu Iniciar Todos os programas Windows Virtual PC Windows XP Mode. Do contrário, pule para o passo Iniciar o programa ISaGRAF, selecionando Menu Iniciar Programas Projects. O ISaGRAF apresentará sua janela principal, denominada Project Management. (Atenção: no caso do Windows 7, este e todos os demais procedimentos a seguir deverão ser feitos na janela do Windows XP Mode). 3. Selecionar o diretório de trabalho: Selecione File Select Project Group e, na janela apresentada, clique na opção New Group. Na nova janela apresentada, clique bo botão de Browse e selecione seu diretório de trabalho usual. Em seguida, digite EX1 na caixa Name e clique no botão OK. Clique no botão Select da janela anteriormente aberta. 4. Criar projeto: no menu da janela de Project Management, selecionar File New, dando nome ao projeto na janela que se abrirá. Ajustar a opção IO Configuration para None. 5. Após isto, abrir o projeto com duplo clique no nome, ou selecionando File Open; 6. Criar a Base de Dados selecionando File Dictionary, e então declarando as variáveis e seus tipos; 7. Criar programa (quantos desejar dentro do projeto), definindo, na criação do mesmo, a seção de que fará parte, bem como a linguagem de programação a ser utilizada no seu desenvolvimento e, no caso de programas em SFC, a hierarquia desejada (opção child of). Para tal, selecionar File New; 8. Editar o(s) programa(s); 9. Verificar erros de sintaxe do programa, selecionando-se Make Verify, ou clicando no ícone correspondente na barra de ferramentas; 10. Executar a conexão de I/O, que é dependente do hardware externo de aquisição. Este passo é mais complexo, sendo detalhado a seguir: Selecionar Project I/O connection, ou clicar no ícone correspondente na segunda linha do menu. Uma nova janela se abrirá, onde os números à esquerda da nova janela indicam os slots onde é possível inserir cartões de E/S no PC. Clicando-se em um destes números, abre-se uma segunda janela com as opções disponíveis. Deslize a barra de rolagem desta janela, para visualizar os cartões de simulação existentes (Simulate analog inputs, etc.) Selecionar uma das opções de simulação e clicar OK. Uma terceira janela será aberta, mostrando à direita os pontos de E/S passíveis de conexão. Clique em um deles e conecte a variável desejada da Base de Dados ao mesmo. 11. Compilar o programa, selecionando Make Make Application ou clicando no ícone correspondente na barra de ferramentas;

3 3 12. Simular o programa, selecionando Debug Simulate ou clicando no ícone correspondente na barra de ferramentas. Para definir previamente quais programas serão abertos no momento da simulação, selecionar Debug Workspace e definir quais programas devem ser abertos. 13. Ao encerrar suas atividades no computador, se você estiver no Windows 7, desligue a máquina virtual do Windows XP: na barra superior da janela do Windows XP Mode, selecione Ação Fechar. Atividades Deverá ser desenvolvido um projeto que execute a operação automática de um reservatório industrial, dotado de um agitador interno. Para implementar os programas referentes a este projeto no ambiente ISaGRAF, defina a seguinte Base de Dados no dicionário do seu projeto. Na definição das variáveis, deixe o campo Network Address em branco. Nome Tipo Modo Descrição executa seq Boolean Internal Parte a seqüência automática liga agitador Boolean Output Liga o agitador valv entrada Boolean Output Abre/fecha válvula de entrada valv saida Boolean Output Abre/fecha válvula de saída reserv vazio Boolean Output Status de reservatório vazio reserv cheio Boolean Output Status de reservatório cheio nivel Integer Output Nível do reservatório (faixa de 0 a 100) seqstatus Message Output Tamanho: 40 - Status da seqüência O projeto deve conter os seguintes programas: nivelr - BEGIN (FBD) - Gera os status do reservatório (reserv vazio (nivel = 0) e reserv cheio (nivel >=100)). seqfull - SEQUENTIAL - Implementa uma seqüência automática de chamada de um programa de enchimento/esvaziamento de um reservatório (programa-pai). encher - SEQUENTIAL - Implementa uma seqüência automática de enchimento/esvaziamento de um reservatório (programa-filho). simul - END (ST) - Implementa uma simulação lógica de nível do reservatório (se valv entrada aberta, então nivel:=nivel+1; se valv saida aberta então nivel:=nivel-1;). O programa seqfull deverá implementar a seguinte sequência: 1. Inicialmente o sistema permanece no estado desligado. 2. Verifica se se o operador deu a partida no sistema (ou seja, se executa seq é verdadeiro). 3. Caso a condição 2 seja verdadeira, ativar o programa-filho encher que irá controlar o enchimento ou esvaziamento do reservatório, e escrever o status da seqüência na variável seqstatus ( Partindo ). 4. Verifica se a seqüência foi desabilitada (desligada) pelo operador (ou seja, se executa seq é falso). 5. Caso a condição 4 seja verdadeira, parar tudo, ou seja, fechar as válvulas, desligar o agitador e escrever o status da seqüência na variável seqstatus ( Desabilitada ). 6. Retornar ao passo 1. O programa encher deverá implementar a seguinte sequência: 1. Verifica se o reservatório está vazio (ou seja, se reserv vazio é verdadeiro). 2. Caso esteja, abrir a válvula de entrada para encher o reservatório e escrever o status da seqüência na variável seqstatus ( Enchendo ).

4 4 3. Quando o estado de reserv cheio for verdadeiro, fechar a válvula de entrada e ligar o agitador por 10s, além de escrever o status da seqüência na variável seqstatus ( Agitando ). 4. Decorridos os 10s, desligar o agitador, abrir a válvula de saída para esvaziar o reservatório e escrever o status da seqüência na variável seqstatus ( Esvaziando ). 5. Verificar se o reservatório está vazio (ou seja, se reserv vazio é verdadeiro). Caso esteja, retornar ao passo 1. Teste seu programa minuciosamente. É comum, em automação industrial, ignorarmos (por descuido ou desconhecimento) algumas situações operacionais importantes durante o projeto, as quais porém podem ser reveladas mediante um teste cuidadoso. OBSERVAÇÕES IMPORTANTES SOBRE O ISaGRAF: A lógica de cada estado do programa em SFC, quando descrita em ST (texto estruturado), deve ser encapsulada entre o par de declarações ACTION(qualificador) e END ACTION, onde qualificador descreve um qualificador opcional para a ação. Os qualificadores mais freqüentemente usados são o N, que indica que a ação será executada continuamente enquanto o estado estiver ativo, e o P, que indica uma ação pulsada (no ISaGRAF, é executada apenas uma vez quando o estado for ativado). Exemplo: ACTION(N): x:= x+1; desligado := FALSE; END_ACTION; Observe que as palavras-chave ACTION e END ACTION não podem ser usadas num programa declarado na linguagem ST. Para facilitar a construção da lógica, podem ser usados, se necessário, estados vazios (sem nenhuma ação definida) e transições vazias (sempre avaliadas como TRUE neste caso). A variável interna que acumula o tempo decorrido num dado estado é designada, no ISaGRAF, por GSn.T onde n corresponde ao número do estado. Quando o estado torna-se desativado, esta variável passa a ter valor indefinido. Por exemplo, para descrever a transição do estado 2 para o estado 3 de um programa hipotético em SFC, poder-se-ia empregar a seguinte expressão: (FUN = TRUE) and (GS2.T < T#10s); Note, no exemplo anterior, o uso do prefixo T#, que indica as constantes do tipo de dados TIME. O ISaGRAF permite a construção de estruturas hierárquicas de programas SFC, onde um programa pai pode controlar (disparar, encerrar...) outros programas SFC filhos. Para tal, é importante especificar, na criação dos programas, a hierarquia apropriada. As regras válidas nesta hierarquia são: Programas SFC que não têm um pai são chamados programas principais (main SFC programs). Programas-pai são ativados pelo sistema quando a aplicação é iniciada. Um programa pode ter vários programas-filhos. Um programa-filho não pode ter mais de um programa-pai. Um programa-filho só pode ser controlado por seu programa-pai. Um programa-pai não pode controlar os filhos de seus próprios programas-filhos. A ativação/desativação do programa-filho pode ser feita de duas formas: 1. Fora do bloco de ações ACTION...END ACTION, na forma prog filho(n S R). Esta forma é usualmente a mais simples.

5 5 2. Dentro de um bloco de ações ACTION...END ACTION através das funções GSTART e GKILL do ISaGRAF. Na primeira forma, o qualificador N indica que o programa-filho inicia-se quando o passo torna-se ativo, e encerra-se quando o passo torna-se inativo. O qualificador S indica que o programa-filho é iniciado quando o passo torna-se ativo, e continua sua execução quando o passo é desativado. O qualificador R encerra o programa-filho quando o passo é ativado. Bibliografia Conteúdos do HELP do ISaGRAF, V. 3.30, , CJ International.