Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Engenharia de Computação e Automação CLPs: Norma IEC 61131

Transcrição

1 Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Engenharia de Computação e Automação CLPs: Norma IEC Heitor Medeiros Florencio

2 Norma IEC A norma IEC (International Electrotechnical Commission) estabelece padrões para Controladores Programáveis. Publicado em Partes da norma: Informações gerais Requisitos de hardware Linguagens de programação Guia de orientação ao usuário Comunicação Comunicação via Fieldbus Controle de programação Fuzzy Guia para implementação das linguagens

3 Norma IEC Parte : Definições e glossário dos termos utilizados no padrão. Principais características funcionais de sistemas de controle programáveis. Lista de normas IEC relacionadas. Parte : Requisitos elétricos, mecânicos e funcionais para controladores programáveis e periféricos associados. Condições de serviço, transporte e armazenamento. Informações a serem oferecidas pelo fabricante. Procedimentos e métodos de teste para verificação dos controladores programáveis e periféricos associados.

4 Norma IEC Parte : Software, comunicação e modelo de programação. Definição das 5 linguagens de programação. Sintaxe e semântica das linguagens de texto e das linguagens gráficas. Sequenciamento Gráfico de Funções (SFC) para estruturação do programa.

5 Norma IEC Parte : Auxilia o usuário na: Utilização de outros componentes do padrão dos controlares programáveis. Especificação dos requisitos para aplicações. Seleção e implementação de sistemas

6 Norma IEC Parte : Fornece a definição para os conjuntos de controle fuzzy. Parte : Fornece as diretrizes para a aplicação e implementação das linguagens para controladores programáveis.

7 Definições Configuração: Corresponde ao sistema do controlador programável, composto pelos diversos recursos. Recurso: Corresponde a uma função para processamento de sinais e suas funções para Interface Homem-Máquina (IHM) e interface com sensores e atuadores. Tarefa: Elemento para controle de execução periódica ou engatilhada (condições de disparo = eventos) de um grupo de unidades. Unidade de organização de programa (POU): Uma função, bloco de função ou programa.

8 Definições Variável global: Variável cujo escopo é global. Caminho de acesso: Associação de um nome simbólico para a variável a fim de associar as entradas/saídas físicas ao SW de processamento de variável. Endereçamento hierárquico: Representação direta de um elemento de dado como membro de uma hierarquia física ou lógica. Tipos de dados: Conjunto de valores + conjunto de ações permitidas (procedimentos).

9 Ciclo de Execução do CLP

10 Norma IEC : Linguagens de Programação

11 Características Gerais Conjunto de caracteres: É utilizado o padrão ISO 646 "Basic code table". Apenas letras maiúsculas são consideradas. Letras minúsculas são convertidas para maiúsculas: Heater1 -> HEATER1. As palavras chaves da linguagem são case sensitive. Identificadores: O primeiro caracter não pode ser um dígito. Caractere underline múltiplos não são permitidos. Identificador não pode incluir espaço. Embora os identificadores possam ter qualquer tamanho, apenas os 6 primeiros caracteres são considerados para unicidade.

12 Tipos de Dados: Inteiros: O CLP não precisa suportar todos esses tipos de dados.

13 Tipos de Dados: Float: Tempo (duração):

14 Tipos de Dados: String: Bits de strings:

15 Características IEC A norma define também: Estruturas (Struct); Enumerações; Arrays; Forma de inicialização de variáveis.

16 Características IEC A norma define também: Unidades de Organização de Programas (POU): Função (Function): Quando executada produz um elemento de dado simples ou múltiplo (array). Bloco de Função (Function Block) Quando executado produz um ou mais valores. Programa (Program) É um agrupamento lógico dos elementos necessários à todas as linguagens de programação, para o processamento de sinais desejado.

17 Linguagens de Programação IEC

18 Linguagem: Ladder A linguagem em diagrama ladder é a linguagem mais utilizada para CLP e é projetada para imitar a lógica a relé. Circuito de controle a relé. Programa equivalente em ladder.

19 Linguagem: Lista de Instruções A linguagem de lista de instruções consiste em uma série de instruções que se referem às funções da lógica digital. Uma linguagem baseada em texto com comandos de baixo nível. Assemelha-se à linguagem Assembly.

20 Linguagem: Blocos Funcionais O diagrama de blocos funcionais usa instruções que são programadas como blocos ligados entre si com quadros para obter certas funções.

21 Linguagem: Blocos Funcionais Programação em Ladder e em blocos funcionais produzindo a mesma saída.

22 Linguagem: SFC ou Grafcet A linguagem de programação por mapa de função sequencial (SFC Sequencial Function Chart) é parecida com o fluxograma do processo. Funcionamento por passos de um processo automático. Similar aos diagramas de blocos funcionais. Cada bloco representa um estado do processo. Cada transição representa um evento.

23 Linguagem: SFC ou Grafcet

24 Linguagem: SFC ou Grafcet

25 Linguagem: SFC ou Grafcet Encher Misturar Secar

26 Linguagem: Texto Estruturado Linguagem de alto nível que permite programação estruturada. Sintaxe semelhante ao PASCAL Ideal para: Implementação de algoritmos Cálculos Tomada de decisões Utilização de literais

27 Programação em Linguagem Ladder

28 Linguagem Ladder O programa em Ladder é constituído por um conjunto de sequências lógicas equivalente aos esquemas de comandos elétricos. As sequencias são compostas por elementos gráficos limitados à esquerda e à direita por linhas de alimentação. Trajeto energizado Linhas de energia Elementos gráficos

29 Elementos Gráficos Elementos gráficos: Entradas e saídas; Variáveis internas (manipuladas); Operações aritméticas e lógicas; Blocos funcionais (temporizadores, contadores, funções de controle, etc).

30 Elementos do Ladder Contatos: Normalmente aberto Normalmente fechado Sensitivo à borda de subida Sensitivo à borda de descida P N Os contatos são utilizados para representar sinais de entradas ou contatos auxiliares de bobinas.

31 Elementos do Ladder Bobinas: Normal Set Reset Pulso ( S ) ( ) ( R) ( P) Conforme comandos elétricos, as bobinas são sempre alocados no final da sequência.

32 Comandos Ladder Lógica E: Lógica OU: Selo Elétrico:

33 Esquema Ladder Exemplo de Controle de Nível utilizando bobinas Set e Reset: Set Bomba Q01 Reset Bomba Q01

34 Esquema Ladder Exemplo de Controle de Nível utilizando bobina normal:

35 Esquema Ladder Exemplo de Controle de Nível utilizando bobina normal: Bobina bomba Q01

36 Esquema Ladder Uso de bobinas internas/auxiliares:

37 Referências PETRUZELLA, Frank D. Controladores Lógicos Programáveis. Tradução: Romeu Abdo; Revisão técnica: Antonio Pertence Júnior. 4 ed. Porto Alegre: AMGH, * Diagramação da aula baseada no material disponibilizado pela editora. 37

38 Referências DE MORAES, Cícero Couto; DE LAURO CASTRUCCI, Plínio. Engenharia de automação industrial. Grupo Gen-LTC,