A01 Controle Linguagens: IL e LD

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1 A01 Controle Linguagens: IL e LD Prof. Dr. Diolino J santos Filho Modelo Estrutural Interação entre os dispositivos A partir de agora adotaremos como modelo estrutural padrão o diagrama a seguir. Dispositivo de Dispositivo de Recursos Comando Dispositivo de Atuação Operador/ Realização do Objeto de Instalações Usuário Controle Controle Máquinas Dispositivo de Dispositivo de Monitoração Detecção Produtos Dispositivo de Controle Sistema de Controle Fonte: Miyagi, 1996 CLP ou PLC ou CP Hardware I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 GND 24V CH PLC Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 GND L 1

2 Características do Sistema de Controle Modelagem do Dispositivo de Controle Recordando como é o ciclo de processamento de um CP. 1 ciclo com período de T segundos aquisição das entradas processamento saídas Características do Sistema de Controle Modelagem do Dispositivo de Controle Recordando em detalhes os instantes de amostragem. variável de entrada u(k) u(k+1) variável de estado x(k) x(k+1) variável de saída y(k) y(k+1) aquisição das entradas processamento saída aquisição processamento das entradas tempo k k+1 Técnicas de Processamento do Controle Intertravamento Intertravamento de partida (de início de movimento ou ação) Intertravamento de funcionamento Intertravamentos temporizados Intertravamentos de não simultaneidade Intertravamento de seqüência Intertravamento do processo. 2

3 Técnicas de Processamento do Controle Funções Básicas Portanto, precisamos esclarecer alguns conceitos básicos antes de evoluirmos: Questão 1- Executar o controle automático implica em associar: Elementos de controle lógico Elementos de seqüenciamento capazes de registrarem tempo e dados. Questão 2 - Para executar o controle automática é possível: Utilizarmos sistemas de controle de malha aberta e/ou; Utilizarmos sistemas de controle de malha fechada. Questão 3 Para elaborar o algoritmo de controle é fundamental: Definir blocos fundamentais que considerem como os sinais de entrada são manipulados e processados para obter-se o sinal de saída. Técnicas de Processamento do Controle Combinações Lógicas Propriedades fundamentais da álgebra booleana : Operadores And, Or e Not. Propriedade Comutativa. Propriedade Associativa Propriedade Distributiva Teorema de DeMorgan Don t Care Aplicação Sistema simples para ligar um motor. Sistema de prensa automática. Descrever os dispositivos. Classificar os intertravamentos. Modelar os intertravamentos. 3

4 Vamos exercitar... Considere o modelo simplificado da prensa ao lado. Constante de mola LS2 LS1 Emissor de Luz fixo L1 L2 D1 D2 D3 Modelos e Linguagens de Programação No IEC (International Electrotechnical Comission) São desenvolvidos os padrões para as linguagens Sem restrição em relação aos comandos dos Controladores Programáveis. Os padrões são definidos de modo flexível Para estabelecer as especificações mínimas a serem respeitadas e As regras para as expansões futuras. Linguagens para Controle de Sistemas Produtivos Tipo Linguagem Funções Lógica Ordenação Complexas Textuais Álgebra de Boole X IL (Instruction List) X ST (Structured Text) X Gráficas LD (diagrama de relés) X X FDB (Function Block Diagram) X X Fluxograma X X Elementos SFC, MFG X Tabulares Tabela de Decisão X 4

5 Programando em IL Sintaxe adotada: L Leitura de variável = Atribuição de valor LN L Negada =N = Negado AND Operação E AN AND com variável Negada OR Operação OU ON OR com variável invertida SET Escreve na memória RES Apaga a memória Diagrama de Relés O diagrama de relés possui regras para posicionar e conectar elementos como contatos e bobinas, e também regulamenta o fluxo e o processamento dos sinais. I1 I2 I3 I4 I7 O10 I8 I9 I5 I6 Diagrama de Relés As regras do diagrama de relés são: Os contatos e as bobinas devem ficar na intersecção das linhas e colunas de uma matriz e as bobinas devem ocupar somente a última coluna à direita; As linhas verticais das extremidades à direita e à esquerda chamam-se linhas mestre; na da esquerda são conectados os contatos e na da direita são conectadas somente as bobinas; Os contatos e as bobinas são conectados através de linhas horizontais; as linhas horizontais são interligadas através de linhas verticais; a intersecção entre uma linha horizontal e uma linha vertical pode ser uma conexão ou apenas um cruzamento sem conexão. 5

6 Diagrama de Relés Linha Mestre Linha Mestre O processamento é de cima para baixo. Processo flui da esquerda para a direita. Diagrama de Relés Às bobinas são atribuídas variáveis lógicas. Ela muda de estaod de acordo com o estado dos contatos e, dependendo do tipo da bobina, tem-se uma ação diferente: Bobina normal sem memória. Bobina de set reset com memória (circuito de auto-retenção). Lógica Negativa LN I0 =N Q0 6

7 Operaçao AND AND I1 L I2 AND I3 = Q1 AND I4 = Q2 Atenção!! A cada L inicia-se um novo rung de instruções. Operação AN AN I1 L I2 AN I3 = Q1 AN I4 = Q2 Operaçao OR OR I1 OR I2 7

8 Operação ON OR I1 ON I2 Auto-retenção OR Q0 Máquinas acionadas por botoeiras L (I0) e D (I1) Prioridade desliga OR Q0 AN I1 Prioridade Liga L Q0 AN I1 OR I0 O que ocorre se você aperta L e D simultaneamente? 8

9 Usando set/reset Prioridade desliga SET Q0 L I1 RES Q0 Prioridade Liga L I2 RES Q1 L I3 SET Q1 Detecção de Borda de Subida F0 SÓ EXISTE DURANTE UM CICLO DE VARREDURA!! I0 F1 F0 Detecção de Borda de Subida I0 AN F1 = F0 F1 F0 = F1 F0 SÓ EXISTE DURANTE UM CICLO DE VARREDURA!! 9

10 Liga/Desliga só com um botão OR AN F1 = F0 = F1 L F0 AN Q0 LN F0 AND Q0 Programando em Ladder Temporizadores On delay = T0(6) L T0 Programando em Ladder Temporizadores Implemente uma solução para o seguinte problema: acionar um motor M utilizando botões de comando L e D sem retenção de tal forma que só haja partida do motor 5s após L=1. 10

11 Diagrama de Relés Mesmo com as diversas atualizações, a parte essencial do diagrama de relés é a mesma, até hoje. Pode-se concluir assim, que é uma representação bastante poderosa, mas por outro lado possui dificuldades: A dinâmica do processo de controle fica camuflada no diagrama, dificultando a sua interpretação; A correspondência entre o diagrama e sua especificação é complicada; Não é possível estruturar o processo. LD: mais um pouco Esta é a única oportunidade de vcs entenderem de fato o que é programar/desenvolver um algoritmo de controle em LD. Para ficar claro como deve ser o método básico de desenvolvimento de um programa nesta linguagem vamos treinar mais um pouco. Vamos pegar o tanque de medição do livro do Prof. Miyagi. LD: mais um pouco botão de acionamento ud CP yd lâmpada sinalizadora de fim do processo yc1 uc1 chave de nível 1 válvula solenóide 1 entrada de material uc2 yc2 chave de nível 2 válvula solenóide 2 saída de material 11

12 LD: mais um pouco ud yd yc1 S yd R uc1 yc2 S yc1 R uc2 yd yd S yc2 R Poderia ter feito com auto-retenção? Sim, mas posso complicar a solução! Cuidado!! Onde está representado o sequenciamento do processo??? Vamos exercitar... Lembrando da prensa... Pede-se: Automatize a prensa. Representar as entradas e saídas do controlador. Modele os intertravamentos. 12