SISTEMA DIDÁTICO PARA ESTUDO DE CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS

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1 DLB CLP 642S SISTEMA DIDÁTICO PARA ESTUDO DE CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Sistema didático para estudos e práticas em controladores lógicos programáveis, de constituição modular e possibilita a montagem em laboratório dos vários circuitos utilizados em aplicações de CLP s. O sistema é formado por bastidor vertical e vários módulos apropriados para as varias funções envolvidas. 1 INTRODUÇÃO A automação industrial visa, principalmente, a produtividade, qualidade e segurança em um processo. Em sistemas não padronizados toda a informação dos sensores/atuadores é concentrada em um controlador

2 programável (CLP) o qual, de acordo com o programa carregado na sua memória, executa uma determinada lógica regulando o estado dos atuadores de acordo com os sinais de entrada. Atualmente, com o advento de instrumentação/dispositivos de campo inteligente, funções executados no controlador programável foram implementadas neles e um único cabo, que vai de uma ponta a outra (barramento) permite as trocas de informações de acordo com regras predefinidas (protocolo) melhorando a velocidade e a segurança. COMPOSIÇÃO DO SISTEMA: BASTIDOR VERTICAL: O bastidor vertical em estrutura tubular de aço, tratada com pintura eletrostática com tinta epóxi, nas dimensões de 660 mm de largura X 935 mm de altura X 350 mm de profundidade, ideais para o trabalho em laboratório. Possui 4 linhas de 200 mm para a fixação dos módulos e permite a fixação manual dos vários módulos de simulação dispensando a utilização de parafusos e ferramentas. MÓDULOS: O sistema possibilita a montagem em laboratório de vários circuitos utilizados em aplicações de CLP e acelera assim a assimilação dos seus conceitos e arquiteturas. Ele é composto de vários módulos, com base em chapa de aço de 1,5 mm de espessura tratada quimicamente e pintada pelo processo eletrostático com tinta epóxi. Todos os terminais e pontos de ligação dos componentes são disponíveis através de bornes tipo banana de 2 ou 4 mm (conforme a tensão). Os componentes, bem como, seus terminais e pontos de acesso são identificados com sua respectiva simbologia impressos em silk-screen. 2 O SISTEMA É FORMADO PELOS SEGUINTES MÓDULOS: MÓDULO DO CLP Formado por um CLP da família Siemens S&-1200, que abriga o programa aplicativo, verifica o estado das entradas e utilizando a lógica interna, determina o momento e os tipos de atuadores que devem ser chamados a trabalhar; um monitor colorido gráfico (IHM) tipo Touch Screen que possibilita o acompanhamento dos processos que estão se desenvolvendo; um software para editoração e parametrização para escrever o programa aplicativo e editora-lo. O módulo de CLP é formado pelos seguintes componentes: 1 X S CPU 1214C DC/DC/DC, 1 X STEP7 BASIC, SINGLE LIC., 1 X ANALOG OUTPUT SB1232, 1 AO, 1 X SIMULATOR MOD. SIM1274 8CH, 3 X RJ45 CABLE, LENGTH 6 M,

3 1 X KTP600 BASIC COLOR PN 5,7", 1 X COMPACT SWITCH MODULE CSM 1277, SWITCH ETHERNET (SIEMENS - COMPACT SWITCH MODULE CSM 1277) Para conetar o PC o CLP e o IHM é utilizado o switch ethernet industrial de várias camadas, com quatro portas RJ45 e alimentação 24VDC, modelo CSM 1277 da Siemens. O switch Ethernet (CSM 1277) interconeta 4 dispositivos no barramento Profinet (Ethernet Industrial) de 10/100 Mbit/s: 1- O CLP S O PC para editoração do aplicativo 3- O monitor IHM de 5,7 a cores 4- Disponivel CLP (SIEMENS - S CPU 1214C DC/DC/DC) Este controlador (CLP), modelo S da Siemens contem um processador, uma fonte de alimentação, os circuitos de entrada e saida, controle bidirecional de acionamentos, entradas analógicas e o barramento Profinet (tipo Ethernet Industrial). Uma vez carregado o programa aplicativo o controlador está apto a monitorar e controlar os dispositivos previstos no projeto. O CLP monitora as entradas e muda as saidas de acordo com a lógica do programa aplicativo que pode incluir lógica Booleana, contadores, temporização, operações matematicas complexas e comunicação com os dispositivos inteligentes existentes. 3 As carateristicas do CLP (com a CPU 1214C) são: 1. Memoria de trabalho/retentiva: Kbbytes 2. Entradas digitais 24VDC:14 3. Saidas digitais 24VDC:10 4. Entradas analógicas DE 12 BITS: 0-10V E 0-20MA: 2 5. Placas de expansão SM: 8 6. Placas de expansão SB/BB/CB:1 7. Expansão disponíveis de cartões de comunicação tipo CM: 3 8. Contadores de alta velocidade: 6 (3 de 100KHz e 3 de 30 KHz) 9. Porta Ethernet/Profinet: 1

4 10. Saidas pulsadas (com Placas SB):4 O controlador S tem: Alta velocidade de I/O com entradas analógicas (já inclusas nele) e com capacidade de acionar motores Função PID com controle de 8 malhas Barramento Ethernet Industrial utilizando conector RJ45 Entrada para módulo de expansão de sinal Entrada para placa simuladora de 8 chaves e permite adicionar (não incluso), entre outros: Módulo de conversão PROFINET para PROFIBUS Módulo de conversão PROFINET para AS-i e Can Open Módulo de conversão PROFINET para I/O generico ( ET 200). Módulo Inversor de frequência com protocolo PROFINET Este CLP permite escolher quatro tipos de CPU. Este sistema utiliza a CPU 1214C 4

5 Conexões/Indicadores disponiveis no CLP (S7-1200) 1=Conector de alimentação 2=Posição do cartão de memoria (em baixo da tampa) 3=Conector removivel 4=Duas linhas de Led s de I/O 5=Conector do barramento Profinet Posicionamento dos módulos adicionais 5 EXPANSÃO DE SAÍDA ANALÓGICA (SIEMENS - ANALOG OUTPUT SB1232, 1 AO) Este módulo de expansão possui uma saída analógica: 0-10V (12 bits) e 0-20mA (11 bits) para ser conectada a CPU. MÓDULO IHM COLORIDO, GRÁFICO COM TOUCH SCREEN (SIEMENS - KTP600 BASIC COLOR PN 5,7") Este IHM permite acompanhar o processo graficamente. Ele tem tamanho de 5,7 polegadas TFT, colorido e compatível com o CLP, sendo conetado ao barramento Ethernet/Profinet através de sua porta RJ45.

6 SIMULADOR DE ENTRADAS (SIEMENS - SIMULATOR MOD. SIM1274 8CH) Este simulador permite similar até 8 posições de entradas para a CPU S SOFTWARE STEP SEVEN (SIEMENS - STEP7 BASIC, SINGLE LIC) Este software, entre outros é utilizado para desenvolver o programa aplicatico da rede industrial. Com a sua vasta gama de funções fáceis de usar, o software STEP 7 aumenta significativamente a eficiência em todas as tarefas de automação. Não importa se é para a configuração de hardware, o estabelecimento de comunicações, programação, testes, comissionamento e funções de serviço, documentação e arquivamento e de diagnóstico, este software é uma referência neste campo. Mesmo a versão básica do STEP 7 dá um acesso fácil a todo o potencial dos controladores da Siemens. O STEP 7 Professional abre ainda mais possibilidades graças a uma grande variedade de editores de programas, enquanto a versão Basica fornece uma plataforma comum para a programação do controladore S e dos monitores HMI. Ele entrosa perfeitamente o SIMATIC S7 e SIMATIC WinAC facilitando o acesso ao software controlador no Portal TIA, ao software de programação STEP 7, as opções para programação e projeto, as opções para diagnóstico e serviços. Ele fornece funções convenientes para todas as fases de um projeto de automação: Planejamento, configuração e parametrização de hardware e comunicação. Criação de um programa do usuário. Documentação. Teste, partida e serviço. Controle de Processos. Arquivamento O STEP 7 utilizao o standard DIN EN reduzindo assim o tempo de familiarização e sendo baseado no Windows reduce o tempo de teinamento. Todos os dados de projeto ( symbol tables, configuration data and parameter assignment data) são armazenados em um database central e estão disponíveis para todas as ferramentas. Ele é orientado para aplicações e os programas são armazenados em librarias sendo possível copia-los para o projeto sucessivo. As rotinas de diagnostico inclusas como ferramentas reducem os tempos e custos de projeto. 6

7 1 Módulo com fonte de tensão com três fontes de alimentação independentes com proteção contra inversão de pólos e sobre corrente. Uma saída fixa de 12Vcc, uma saída fixa de 24Vcc e saídas variáveis de 0a 24Vcc. 1 Módulo com fonte de alimentação e proteção dos demais módulos do painel, composto por disjuntor de proteção e sinaleiro. Alimentação e saída de força em 110/220V - 50/60Hz. 1 Módulo para indicação de sinal analógico que permite a medição de dois sinais simultaneamente. Uma das entradas é adequada para sinais de corrente (4 a 20mA) e outra para sinais de tensão (0 a 10Vcc). 7 1 Módulo para estudo de acionamento do motor de passo, com motor de passo acoplado e com driver de acionamento eletrônico de quatro bits, com indicação luminosa para cada um dos bits de acionamento. 1 Módulo motor DC 24 V composto por um encoder acoplado a um motor DC com driver de potência para estudo de motores DC, acionamento adequado para CLP's com entradas digitais NPN ou PNP. 1 Módulo de led's para indicação luminosa de sinais de saída digital de oito bits, cor vermelha, adequado para CLP's com saídas NPN ou PNP.

8 1 Módulo de Fixação com trilhos DIN e bornes. 1 Módulo A/D para estudo de conversor Analógico/Digital. Conversor A/D de quatro bits, com entrada de sinal analógico de 0 a 10Vcc e de 0 a 20mA e saída de quatro bits em 24Vcc. 1 Módulo D/A para estudo de conversor Digital/Analógico. Conversor D/A de quatro bits, com saída de sinal analógioco de 0 a 10Vcc e de 0 a 20mA e entrada de quatro bits em níveis de 24Vcc. 8 1 Módulo com chave de retenção e pulsadoras para simulação de sinais de entrada digital. Composto por quatro chaves de contato NA/NF pulsadoras e quatro chaves de contato NA/NF com retenção. 1 Módulo com chave pulsadora para simulação de sinais de entrada com chaves de contato momentâneo. Composto por oito chaves de contato NA/NF.

9 2 Módulo com uma chave BCD para simulação de sinais de entrada. Composto por uma chave tipo THUMBWEEL. 1 Módulo de relés independentes e com contatos reversíveis compostos por quatro relés para correntes de 10A e bobina de 24Vcc, adequado para CLP's com saídas NPN ou PNP. 1 Módulo de potenciômetros com dois potenciômetros de 10K lineares para simulação de sinais de tensão ou corrente. 9 1 Módulo para simulação de processos industriais. Possibilita a execução de experimentos com CLP, envolvendo variáveis digitais e analógicas de entrada e saída de processo. O módulo é constituído de uma estrutura de alumínio que acomoda dois reservatórios de 20 litros interligados por uma bomba hidráulica e equipados com sensores, transmissores e válvulas. O módulo possibilita a simulação de controle de processos industriais envolvendo as variáveis de pressão, temperatura, nível e vazão. Dimensões: 800mm (H) x 350mm (P) x 750mm (L).

10 ACESSÓRIOS 1 Bastidor modular vertical tubular de aço, contendo 4 linhas para fixação dos módulos 1 Software de programação do CLP 1 Manuais Técnicos 1 Apostila com teoria e exercícios práticos sobre CLP 4 Cabo banana 4mm 80cm amarelo 10 Cabo banana 2mm 100cm vermelho 10 Cabo banana 2mm 100cm preto 10 Cabo banana 2mm 100cm azul 5 Cabo banana 2mm 140cm vermelho 5 Cabo banana 2mm 140cm preto 10 Cabo banana 2mm 140cm azul 5 Cabo banana 2mm 80cm vermelho 5 Cabo banana 2mm 80cm preto 10 Cabo banana 2mm 60cm azul 10 Cabo banana 2mm 60cm preto 5 Cabo banana 2mm 60cm vermelho 10