Controladores Lógicos Programáveis 2

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1 Escola Superior de Tecnologia Instituto Politécnico de Castelo Branco Departamento de Informática Curso de Engenharia Informática Automação e Controlo Industrial Ano Lectivo de 2004/2005 Controladores Lógicos Programáveis 2 Ricardo Antunes, António Afonso Janeiro, 2005 i

2 Data de Recepção Responsável Avaliação Observações Controladores Lógicos Programáveis Professor Eduardo Valente Ricardo Antunes 160/01 António Afonso 177/01 Janeiro, 2005 ii

3 Índice Índice iii Índice de Figuras iv 1. Introdução Apresentação do Caso de Estudo Recursos Utilizados Estrutura do Relatório 1 2. Descrição do Trabalho Esquema da Máquina de Café Esquema do Funcionamento da Máquina de Café Fluxogramas Pequena Abordagem ao Diagrama de Estados Diagrama de Estados e a sua Explicação 7 3. Conclusões e Trabalho Futuro 11 Bibliografia 12 Referências WWW 13 Anexos 14 I. Listagem do Diagrama de Estados 15 II. Listagem da Lista de Instruções 19 iii

4 Índice de Figuras Figura 1 - Máquina de Café 2 Figura 2 Representação das entradas do Sistema 3 Figura 3 Representação das saídas do Sistema 4 Figura 4 Representação das saídas do Sistema 5 Figura 5 Fluxograma Aplicável à Máquina de Café 5 iv

5 1. Introdução 1.1. Apresentação do Caso de Estudo Para este trabalho foi nos pedido a implementação de um sistema à nossa escolha, baseado num sistema utilizado na vida real. Assim nós decidimos criar um sistema de uma máquina de café automática, semelhante a que existe na nossa escola Recursos Utilizados Para a realização deste trabalho, utilizamos um PLC (Programable Logical Controler) do Tipo CPM1, com 6 entradas e 4 saídas presentes no controlador, da OMROM e o respectivo software de programação, o SYSWIN. O PLC comunica com o computador através da porta série, por onde é enviado o programa que pretendemos inserir na memória do controlador. Programa este que foi criado no SYSWIN por meio de um diagrama de estados, que ao ser enviado para o PLC, pode depois ser monitorizado para uma melhor compreensão ou para facilitar a procura de erros. Para este trabalho foi-nos permitido usar até 6 entradas para o controlador e um número ilimitado de saídas de controlo. Como apenas estão presentes 4 saídas no PLC, as outras terão que ser virtuais, ou seja, só serão visualizadas no monitor do computador Estrutura do Relatório Seguidamente no relatório apresentamos um esquema da construção da máquina de café, um esquema do seu funcionamento, o diagrama de fluxos e o diagrama de estados, assim como a sua respectiva explicação. 1

6 2. Descrição do Trabalho 2.1. Esquema da Máquina de Café Aqui apresentamos o esquema da máquina de café: Figura 1 Máquina de Café 2

7 2.2. Esquema do Funcionamento da Máquina de Café Esta máquina de café possui 6 entradas, exactamente as entradas presentes no PLC. A entrada 1 controla a quantidade de açúcar, sendo possível que seja premida várias vezes. Se premirmos uma vez coloca 1 colher de açúcar, se premirmos duas coloca 2 e se premirmos três vezes coloca 3 colheres. Se premirmos uma quarta vez elimina a escolha, voltando a contagem a zero. A entrada 2, 3 e 4 seleccionam café, leite e chocolate, respectivamente. Estas podem ser seleccionadas como o cliente quiser, numa das combinações possíveis: apenas café, apenas leite, apenas chocolate, café + leite, café + chocolate, leite + chocolate e café + leite + chocolate. A entrada 5 faz reset às escolhas feitas até ao momento e a entrada 6 inicia a preparação da bebida. Figura 2 Representação das Entradas do Sistema A saída do sistema encontra-se representada num display. Utilizamos para este trabalho 6 saídas. Três delas (010.00, , ) são utilizadas para a entrada 1, para apresentar as colheres de açúcar seleccionadas e as outras três são utilizadas para demonstrar a selecção de café (010.11), do leite (010.12) e chocolate (010.13). 3

8 Figura 3 Representação das Saídas do Sistema (aqui estão seleccionados leite + chocolate com 1 colher de açúcar) Figura 4 Representação das Saídas do Sistema (aqui estão seleccionados café com 2 colheres de açúcar) Para a utilização desta máquina de café, o utilizador vai fazer a sua selecção conforme os seus gostos e, se ocorrer algum erro, basta premir o botão de reset para voltar a trás. Quando a selecção estiver feita basta premir o botão de iniciar e a bebida começa a ser preparada. Conforme os ingredientes vão sendo colocados, as saídas relativas ao ingrediente vão sendo desligadas. Quando tudo é terminado, está concluída a preparação da bebida. 4

9 2.3. Fluxogramas Com base nestas indicações podemos apresentar o seguinte fluxograma: Figura 5 Fluxograma Aplicável à Maquina de Café 5

10 2.4. Pequena Abordagem ao Diagrama de Estados utilizados. Antes de abordarmos o programa propriamente dito, vamos falar sobre os comandos KEEP Esta instrução junta duas numa só, a instrução SET e a instrução RESET, sendo estas duas entradas da instrução. SET guarda uma entrada no acumulador RESET limpa a entrada colocada no acumulador TIM Esta instrução funciona como um temporizador, que mede unidades de 0,1 segundos numa gama de valores que vai dos 0 segundos até aos 999,9 segundos. Esta instrução coloca a sua saída a 1 quando passa o tempo seleccionado. Quando a entrada do temporizador é desactivada (quando é 0), o temporizador é reiniciado e recomeça quando a entrada é activada outra vez (quando é 1). CNT A instrução CNT é um contador decrescente com inicialização A gama de contagem deste contador é de 0000 até 9999 milissegundos. Para programar-mos devemos introduzir uma entrada de contagem e a entrada de Reset Quando o CNT alcança o valor de 0000 a saída permanece a 1 até que se active a entrada de Reset. CMP A instrução CMP é um comparador com inicialização Ao programar-mos devemos introduzir uma entrada de comparação e um valor para comparação. A gama de comparação vai de 0000 até 9999 valores. Quando o CMP constata que a entrada de comparação é igual ao valor da comparação a saída do comparador toma o valor de 1. 6

11 2.5. Diagrama de Estados e a sua Explicação 7

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14 Para a parte da selecção da quantidade de açúcar: Ao premirmos a entrada irá ser iniciado o contador CNT000 para 4. Este será comparado através dos comparadores CMP com 3, 2 e 1 que estão sempre activos devido à entrada , que é uma entrada reservada que se encontra sempre a 1. Quando os valores do contador se encontram iguais aos respectivos comparadores, irão ser ligadas as saídas correspondentes (para 1 a saída , para 2 a saída , para 3 a saída ). Quando o CNT000 é comparado com 0 significa que a entrada foi premida 4 vezes, e será feito reset às saídas relativas a esta parte do sistema. O mesmo acontece quando de prime a entrada , que é a entrada utilizada para fazer reset a todas as saídas e entradas do sistema e quando o processo da preparação da bebida chega ao fim. Quando é premida a entrada inicia-se a preparação da bebida. As colheres de açúcar são colocadas progressivamente e as respectivas saídas vão sendo colocadas a 0. Para a parte da selecção e preparação da bebida: Ao premirmos as entradas , e serão seleccionados os ingredientes que pretendemos colocar na bebida. Pode ser seleccionada qualquer combinação dos três. Quando são seleccionadas a respectiva saída é activada (para a entrada existe a saída , para a entrada a saída e para a entrada a saída ) e assim permanece até que aconteça uma das seguintes hipóteses: - É premida a entrada de reset, a entrada ; - Ou quando é premida a entrada que inicia a preparação da bebida. Neste caso as entradas irão permanecer acesas até que o timer que corresponde a cada saída fique com a saída a 0. Quando isto ocorre as saídas respectivas passam a 0. Quando todos os timers chegam a 0, o sistema é reinicializado, e todas as saídas e entradas são colocadas a 0. Nota: utilizamos timers para separar o tempo que cada ingrediente demora a colocar e a respectiva altura em que é colocado. Num sistema real estes timers podiam temporizar as aberturas dos contentores dos ingredientes ou podiam ser substituídos por outra maneira de controlar as doses de cada um deles, por exemplo um sensor de quantidade.. 10

15 3. Conclusões e Trabalho Futuro Concluímos o trabalho com êxito. Gostávamos de ter incluído no trabalho mais possibilidade de escolhas, nomeadamente pretendíamos que as entradas do café, leite e chocolate fossem números, permitindo uma maior diversidade de bebidas. Mas o pouco tempo disponível e um pouco mal aproveitado não foi suficiente para terminar o trabalho idealizado. 11

16 Bibliografia Sebenta Teórica de Automação e Controlo Industrial Apontamentos das Aulas Práticas de Automação e Controlo Industrial 12

17 Referências WWW [01] 13

18 Anexos 14

19 I. Listagem do Diagrama de Estados 15

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23 II. Listagem da Lista de Instruções 19

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